TW406187B - Detector for determining an angle variation - Google Patents
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Description
A7 B7 406187 五、發明説明(I ) 〔發明的背景〕 本發明關於申請專利範圍主項的引文的一種檢出角度 變化用的感測器裝置,特別是用於做軸的扭轉測量者。 在美專US-PS 5,501,110已發表了一種感測器裝置,其 中將傳到一軸上的轉矩檢出。此轉矩由軸端的扭轉或轉角 及一常數測定,該常數依軸的材料及幾何性質而定。在此 ,將二磁鐵以及各一個霍爾感測器(它與磁鐵對立)設在 —個隨此軸轉動的盤上,該盤以機械方式牢牢地聯接到該 軸端上。 舉例而言’在方向盤(Lenkrad)轉動時,要將作用到一 汽車的方向盤軸上的轉矩檢出,須在該方向盤的二個轉動 方向測量很小的角度改變。因此,當將由此磁鐵發出的磁 場的場變化分析時’需要一個極敏感且對溫度穩定的測量 裝置。 〔本發明的優點〕 具有申請專利範圍主項特點之用於檢出移動機械構件 上的小角度變化用的感測器裝置可利用本發明其他之特點 進一步改良,因爲此處係使用具高靈敏度的感測器。 由於磁鐵的磁場係相對立之感測器方向延伸,且該感 測器爲一種磁阻性的感測器,因此在檢出磁場線時可以有 高靈敏度。此磁阻的感測器與該磁鐵的一極對立設置,使 該對磁場敏感的層與該引起角度變化的旋轉方向相切。如 此,可用有利的方式在一狹小空間(例如> 1麵)在磁鐵 電極上方發生磁場線方向的強烈改變。 ___ 飞______________ ---------Η------7-βί„------^ 一請先s讀背面之注意事項存填寫本萸) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X 297公釐) 經濟部中央梯準局員工消费合作社印製 406187 A7 B7 五、發明説明(>) 本發明的磁阻感測器由於其出色的靈敏度,對於'測場 線的一方向分量(此處係切向)可做線性控制,且可在@ 鐵或感測器轉動時測量很小的角度變化。 本發明一較佳之應用係在檢出一條軸的轉矩作感測器 裝置,上述美專利5,501,110亦關於此種裝置。在此,該磁 鐵與感測器係以機械方式聯接在該軸之不同軸向位置,且 互相對立,使得軸的扭轉可呈角度變化的形式檢出。 此測量裝置可用以下方式有利地實施:將二個感測器 設在磁鐵的磁場中且接在一起,使其差動輸出在沒有角度 變化時可設定到零。此零點係存在於當旋轉的軸不受負荷 時。此部分與磁鐵及感測器的相對旋轉會造成二感測器的 類比電輸出的差,該差値可利用電子信號輸出直接當作轉 矩値輸出。 此磁鐵可用簡單方式構建成圓筒形,具有軸向磁化層 ,其中該磁阻感測器宜爲一種AMP (各向異性磁阻)感測器 ‘ 、GMR (巨磁阻)感測器或一種CMR (巨無霸磁阻 colossal magnetoresistive)感測器。 〔圖式說明〕 本發明之感測器裝置的一個實施例利用圖式說明。圖 式中: 第一圖係一磁鐵的載體部分的示意圖,其中該載體部 分可固定在一軸端上, 第二圖係一磁阻性感測器之視圖,它係設在第一圖磁 鐵的磁場線區域中。 _____4__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ---------1------.1T-------^ {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 406187 b; 五、發明説明(i ) 〔實施例的說明〕 在第一圖中顯示一載體部分(1),它以一軸桿(2)固定在 一條轉動的軸(圖未示)上。載體部分(1)隨該軸繞著Z座 標軸旋轉。在載體部(1)周圍有一圓筒形磁鐵(3),其磁場線 (4)在此處係如圖示。藉著軸旋轉’磁鐵(3)可隨磁場線(4)在 X-Y平面外轉一角度。 第二圖顯示磁鐵(3)與磁場線(4)的細節。一磁阻式感測 器(5)設成與磁鐵(3)的一極對立。爲了更一目了然起見,載 體部分(1)與供感測器(5)用的一對應載體部分的設置的關係 圖式省略。 但由第二圖可看出:感測器(5)須如何設置,使它位在 磁場線(4)的區域中。感測器(5)用的載體部分係一如該載體 部分(1),係固定在另一軸端,因此可將磁鐵(3)與感測器(5) 互相作的相對轉動(由於軸扭轉造成)作測量。 由於該磁阻性昀感測器在磁場線(4)控X分量方面有特 . 別的靈敏度,因此該二構件0)或(5)繞Z軸轉動只要有很小 的角度變化,感測器(5)的輸出信號就有很大的改變。 由第五圖可看出,舉例而言’磁場線(4_1)的X分量爲 0,而緊鄰接的磁場線(4.2)就已有可良好測量出的X分量的 增加。因此,特別是在較小扭轉時發生的特別小的角度變 化也可測量,且可將作用到軸上的轉矩準確測定。 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4現格(210X 297公釐) ---------*衣------~ΐτ------.^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8 406187 六、申請專利範圍 1·—種在運動之機械構件上檢出小角度變化的感測 L妒 ^置,具有: ——磁鐵(3)及至少一個與該構件對立的感測器(5),該感 測器放出一個與磁鐵(3)之磁場線(4)方向有關的輸出信 號,其中: ——該至少一感測器(5)與該磁鐵(3)各固定在該相對移動的 機械構件(1)上,其特徵在: 一一該磁鐵(3)的磁場沿著向對立感測器(5)的方向延伸, 一一該感測器(5)爲一磁阻性感測器(5),設成與該磁鐵(3)0 極對立,使該對磁場敏感的層與該引起角度變化的旋 轉方向相切》 2 . —種如申請專利範圍第1項的感測器裝置’係用 於檢出一軸的轉矩,其中: 一一該磁鐵(3)與該感測器(5)在軸的不同軸向位置聯接且互 相對立,使軸的扭轉可呈角度變化的形式檢出。 3 ·如申請專利範圍第1或第2項之感測器裝置’其 中: 有二個感測器(5)設在磁鐵(3)的磁場中且連接在一起’ 使其輸出的差在無角度變化時可設定爲〇 ° 4 .如申請專利範圍第1或第2項之感測器裝置’其 中: 一一該磁鐵(3)構造成圓筒形,具有軸向之磁化層。 5♦如申請專利範圍第1或第2項之感測器裝置’其 中: 本紙張尺度適用中國國家棣準(CNS ) A4说格(2丨〇><297公釐) (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本瓦) i訂 泉 經濟部中央梂率局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、*聲繊圍 該磁阻感測器(5)係爲一AMR感測器。 6 ·如申請專利範圍第1或第2項之感測器裝置,其 中: 該磁阻感測器(5)爲一 GMR感測器。 7 ·如申請專利範圍第1或第2項之感測器裝置,其 中: 該磁阻感測器(5)爲一 CMR感測器。 ----------"------、訂;------東 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局爲工消費合作社印装 本紙張尺度逋用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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