CN2220629Y - 一种磁敏角度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种磁敏角度传感器，它是利用磁敏电阻效应的磁电变换元件的工作原理，由轴磁组件、芯片、补偿电路及外壳组件所构成，其特征是轴磁组件磁铁是采用L型结构，并用胶粘接在磁铁上，芯片与磁铁间距小，外壳组件中的支架有月形槽，便于转动支架设调零点，有指零功能，使用方便。具有制作工艺简捷、结构紧凑、磁铁安装牢固、可靠性高、线性好、转动频响达100Hz与灵敏度高、噪声小、寿命长、成本低及易于实施等特点。
Description
本实用新型属于电子传感器技术领域，特别涉及一种磁敏角度传感器，它用于测量角度、位置及位移等非电量，并转换为电信号输出。
目前，现有技术医用心电图机的磁敏角度传感器，主要有日本产品CP-2U型及LPO5D3H1A型传感器。该产品存在制作工艺极为复杂、机械零件加工难度较大以及成本昂贵等问题。为了克服现有技术的不足之处，对于开发研制出一种制作工艺简洁、机械零件加工较方便以及成本较低的磁敏角度传感器、是十分必要的。
本实用新型的目的：为了克服现有技术的不足之处，而在于提供一种磁敏角度传感器。它主要由轴磁组件、芯片、补偿电路以及外壳等所构成。具有制作工艺简洁、结构牢固性好、可靠性高、有指零功能、线性度好、灵敏度高、温度系数小、适用范围宽、寿命长、成本较低以及易于生产实施等特点。
为了实现这一目的，本实用新型的发明方案是：它是利用磁阻效应的磁电变换元件的工作原理。在说明书附图中，图1给出该磁敏角度传感器的结构示意图。它主要由轴磁组件、芯片(8)、补偿电路(11)(如图3所示)以及外壳组件4个部分所构成。其中：轴磁组件是由轴(1)、2个D1000083轴承(2)、轴座(3)、卡圈和垫圈(4)、M1.4螺钉(5)、L型结构的磁铁座(6)以及磁铁(7)所构成。芯片(8)是由采用磁敏材料半导体单晶锑化铟(Insb)或采用强磁性如(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、盖片以及铁柱(9)等所构成。补偿电路(11)如图3所示。外壳组件是由外壳(13)、2个M2长螺钉(14)、胶木支架(15)、2个埋头螺钉(16)以及接地线(17)等所构成。将上述装配好的4个部分组件，然后按照图1进行总装配，即构成该磁敏角度传感器。有关图1、图2、以及图3的具体结构特征和实施方案，在说明书附图说明中加以说明。
本实用新型的优点：
该磁敏角度传感器是利用磁阻效应的磁电变换元件的工作原理，它是按照图1、图2以及图3先分别装配好轴磁组件、芯片(8)、补偿电路(11)(如图3所示)以及外壳组件4个部分，然后按照图1进行总装配，即构成该磁敏角度传感器。其中轴(1)是通过M1.4螺钉(5)与L型结构的磁铁座(6)联接，使轴(1)向位移和径向位移均小于0.01mm，L型的磁铁座(6)是采用3号胶粘接固定在磁铁(7)上，并通过2个M2的长螺钉(14)使胶木支架(15)与轴座(3)固定，在支架(15)上有月形槽，以便于转动支架(15)调零点，使之有指零功能(即电学零点与机械零点合一)，当心电图机的笔头***装配孔(1-1)(为机械零点)，且垂直于按装孔2×M3螺孔(3-1)时，其电学输出为零，在调试心电图机时，无须调零点，使用极其方便。其制作工艺十分简洁，结构紧凑，磁铁(7)按装牢固性好，降低机械零件加工的难度，使制作成本降低。芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根宽为15-20微米，长为0.15毫米的铟短路条，它是用特有的新工艺化学电镀方法制作的，以提高芯片(8)的线性度和灵敏度。芯片(8)是用3号胶粘接固定在铁柱(9)上，芯片(8)与磁铁(9)的间距是控制在0.1-0.2mm之间，保证一致性和对中心好，使该产品性能一致性好。因此，它具有制作工艺简洁、结构紧凑、机械零件加工较方便、磁铁按装牢固性好、可靠性高、有指零功能、分辨率高、转动力矩小0.5gcm、线性度高、转动频响可达100Hz与灵敏度高、温度系数小、噪声小、寿命长、成本较低以及易于生产实施等特点。
该磁敏角度传感器，适用于国内外的单导或多导的心电图机、找平仪以及倾角仪等自动控制的仪器中。主要技术参数有：A、工作直流电压Uin＝5伏；B、输入电阻≥3KΩ±20％、输出电阻＜16KΩ；C、灵敏度S＝2.2—3％Uin/10°；D、线性度L≤1％FS；E、工作角度90°、45°、30°角；F、零点温漂≤0.05％/℃；G、温度系数≤0.03％/℃；H、工作温度0-50℃；J、电学零点与机械零点误差≤5mv；K、力矩0.5gcm及转动频响100HZ。
以下结合说明书附图，对本实用新型的具体结构特征和实施方案作进一步说明。
图1给出该磁敏角度传感器的结构示意图，图2给出图1的俯视图以及图3给出补偿电路(11)的工作原理图。
图1主要由轴磁组件、芯片(8)、补偿电路(11)以及外壳组件4个部分所构成。它是按照图1、图2以及图3先分别装配好上述4个部分，然后按照图1进行总装配，即构成磁敏角度传感器。先装配4个部件：(一)、轴磁组件是由轴(1)通过2个D1000083轴零(2)与轴座(3)联接，用卡圈和垫圈(4)固定，并通过M1.4螺钉(5)与L型结构的磁铁座(6)联接，使轴(1)的轴向位移和径向位移均小于0.01mm，L型的磁铁座(6)是采用3号胶粘接固定在磁铁(7)上，磁铁(7)是采用钐钴合金材料，即装配好轴磁组件。(二)、芯片(8)是采用磁敏材料半导体单晶锑化铟(Insb)或采用强磁性如(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、盖片以及铁柱(9)等所构成，四周用胶密封。芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根宽为15-20微米，长为0.15毫米的铟短路条，它是采用特有的新工艺化学电度方法制作的，电镀溶液是由硫酸铟(4-6g)、硫酸钠(0.7-1.2g)和130毫升左右的去离子水所组成。最后用3号胶将芯片(8)粘接固定在铁柱(9)上，并在其周围用焊片(10)焊牢固定。(三)、补偿电路(11)如图3所示，它由磁敏薄膜电阻MR1、MR2金属薄膜电阻R1、R2、R3，负温度系数的热敏电阻RT以及3根不同颜色的外引线(12)(分别I红色、II为兰色、III为黑色)等所构成。其中：MR1＋MR2≥3KΩ，(MR1-MR2)/MR1≤2％，R1或R2＝30-150KΩ，R3＝1-30KΩ，RT＝3－30KΩ。(四)、外壳组件是由外壳(13)、2个M2长螺钉(14)、胶木支架(15)、2个埋头螺钉(16)以及接地线(17)等所构成。然后进行总装配：先将补偿电路(11)按装在胶木支架(15)上的5个焊孔上，支架(15)的中心孔是按装带芯片(8)的铁柱(9)，使芯片(8)与磁铁(7)的间距控制在0.1-0.2mm之间，保证一致性和对中心好，使该产品性能一致性好。最后将轴磁组件中的轴座(3)通过2个长螺钉(14)与胶木支架(15)固定，在支架(15)上设有月形槽，以便于转动支架(15)调零点，使之有指零功能。即装配好该磁敏角度传感器。其中外壳(13)的直径为23mm，长度小于28mm。在轴(1)上有直径4.4mm的孔(1-1)和轴座(3)上有2个M3的螺孔(3-1)均为按装孔。磁铁座(6)和磁铁(7)均采用钐钴合金磁性材料，3号胶为商品化产品。
按照上述制作即构成本实用新型——一种磁敏角度传感器。
Claims (4)
1. 一种磁敏角度传感器，主要由轴磁组件、芯片(8)、补偿电路(11)以及外壳组件所构成，其特征在于轴磁组件由轴(1)、2个D1000083轴零(2)、轴座(3)、卡圈和垫圈(4)、M1.4螺钉(5)、L型结构的磁铁座(6)以及磁铁(7)所构成，L型结构的磁铁座(6)是采用3号胶粘接固定在磁铁(7)上。
2. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于芯片(8)是采用磁敏材料半导体单晶锑化铟(Insb)或采用强磁性(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、盖片、铁柱(9)以及四周用胶密封所构成，芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根宽为15-20微米，长为0.15毫米的铟短路条。
3. 根据权利要求1.2所述的传感器，其特征在于芯片(8)与磁铁(7)的间距在0.1—0.2mm之间。
4. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于外壳组件是由外壳(13)、2个M2长螺钉(14)、胶木支架(15)、2个埋头螺钉(16)以及接地线(17)所构成，在胶木支架(15)上设有月形槽。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324302C (zh) * | 2002-09-18 | 2007-07-04 | Zf雷姆伏尔德金属制品股份公司 | 用于一个球窝接头的旋转和/或倾翻角度测量装置 |
| CN103090781A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-08 | 合肥高创传感器有限公司 | 一种应用于千斤顶的磁敏传感器 |
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1995
- 1995-01-11 CN CN 95200068 patent/CN2220629Y/zh not_active Expired - Fee Related
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