一种多信号输出的角位移磁敏传感器[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 209877879 U(45)授权公告日 2019.12.31

(21)申请号 201920478594.5(22)申请日 2019.04.10

(73)专利权人 成都宏明电子股份有限公司

地址 610000 四川省成都市二环路东二段

29号(72)发明人 谢平　康天骜　刘健　文亮　

张莹莹　雷辉煜　付浩　(51)Int.Cl.

G01B 7/30(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 209877879 U()实用新型名称

一种多信号输出的角位移磁敏传感器(57)摘要

本实用新型公开了一种多信号输出的角位移磁敏传感器，包括壳体和硬件信号电路，壳体的轴孔中安装有密封轴承组件，密封轴承组件上安装有动力输入轴，磁场腔中设有磁钢转轴座，磁钢转轴座具有磁钢安装槽，动力输入轴的连接转轴配合安装于密封轴承组件中，磁钢转轴座与动力输入轴的连接转轴连接固定，磁钢安装槽中固定安装有稀土磁钢；硬件信号电路具有电路基板，电路基板的连接部通过螺钉A与壳体连接固定；壳体外部封闭盖合有盖板，硬件信号电路包括电源稳压模块、信号采集模块、A/D转换模块、数据处理模块和若干个D/A转换模块，信号采集

本实用新型可以实现多模块与稀土磁钢相对应。

种信号输出作用，具有功能多样化、数据全面精准化等优点。

CN 209877879 U

权　利　要　求　书

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1.一种多信号输出的角位移磁敏传感器，其特征在于：包括壳体（2）、盖板（3）、稀土磁钢（8）和硬件信号电路（1），所述壳体（2）内部具有磁场腔（21），所述壳体（2）开有与磁场腔（21）相连通的轴孔，所述壳体（2）的轴孔中安装有密封轴承组件，所述密封轴承组件上安装有动力输入轴（4），所述动力输入轴（4）具有连接转轴（41），所述磁场腔（21）中设有磁钢转轴座（5），所述磁钢转轴座（5）具有磁钢安装槽，所述动力输入轴（4）的连接转轴（41）配合安装于密封轴承组件中，所述磁钢转轴座（5）与连接转轴（41）通过螺钉B（10）连接固定，所述磁钢转轴座（5）的磁钢安装槽中固定安装有稀土磁钢（8）；所述硬件信号电路（1）具有电路基板，所述电路基板外边缘为连接部（11），所述电路基板的连接部（11）通过若干个螺钉A（9）与壳体（2）连接固定，所述硬件信号电路（1）完全封闭磁场腔（21）；所述壳体（2）外部封闭盖合有盖板（3），所述盖板（3）完全包纳硬件信号电路（1）；所述硬件信号电路（1）包括信号采集模块、A/D转换模块、数据处理模块、电源稳压模块和若干个D/A转换模块，所述信号采集模块与稀土磁钢（8）相对应，所述信号采集模块、A/D转换模块、数据处理模块依次连接，所述数据处理模块分别与D/A转换模块连接。

2.按照权利要求1所述的一种多信号输出的角位移磁敏传感器，其特征在于：所述磁钢转轴座（5）外侧与密封轴承组件外侧之间设有垫圈（6）。

3.按照权利要求1或2所述的一种多信号输出的角位移磁敏传感器，其特征在于：所述密封轴承组件包括两个密封轴承（7），两个密封轴承（7）相互并排设置。

4.按照权利要求1所述的一种多信号输出的角位移磁敏传感器，其特征在于：所述磁钢转轴座（5）具有与磁钢安装槽相连通的螺钉沉头孔，所述螺钉B（10）的头部配合位于螺钉沉头孔中。

5.按照权利要求1所述的一种多信号输出的角位移磁敏传感器，其特征在于：所述盖板（3）内部具有盖板腔，所述盖板（3）设有若干组数字信号输出线和若干组模拟信号输出线，所述所有数字信号输出线贯穿盖板（3）与若干个不同通讯协议的接口模块一一对应连接，所有模拟信号输出线与所有D/A转换模块一一对应连接。

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说　明　书

一种多信号输出的角位移磁敏传感器

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技术领域

[0001]本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种多信号输出的角位移磁敏传感器。背景技术

[0002]线绕电位器和导电塑料电位器用于伺服电机的角位移测量，反馈伺服电机绝对位置，电刷通过在绕阻和电阻体上滑动来改变阻值的变化，随即电压产生相应的变化。电刷在绕组和电阻体表面来回移动，使用时间越长绕组表面磨损越明显，相应位置的阻值也会产生变化，这样一来使得产品的线性度等参数变差。若受到严重的潮湿或者粉尘，将直接影响产品的输出信号稳定性，甚至会出现断点的现象。

[0003]现市场上的电位器大多数是单一输出电压模拟信号为主，主要是线绕电位器和导电塑料电位器为主，对于产品相关技术参数更改后产品需要重新进行设计，重新制造，无法满足用户的需求。非接触式角位移传感器主要有体积小、灵敏度高、无断点、可靠性高、理论使用寿命无限等优点，广泛用于航天飞机、船舰、汽车等领域。现有的非接触式角位移传感器输出信号比较单一，应用较为单一。所以设计一款非接触式、支持软件在线升级、可靠性高、理论使用寿命无限的多信号输出的角位移磁敏传感器亟待解决。实用新型内容

[0004]针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种多信号输出的角位移磁敏传感器，可以将角位移变化转换成稀土磁钢的旋转磁场变化，通过信号采集模块采集后转换为数字信号，然后对数字信号进行处理即可得到处理后的数字信号并输出，也可以将数字信号转换成多种模拟电信号输出，以满足不同需求；本实用新型可以实现多种信号输出作用，具有功能多样化、数据全面精准化等优点。[0005]本实用新型的目的通过下述技术方案实现：[0006]一种多信号输出的角位移磁敏传感器，包括壳体、盖板、稀土磁钢和硬件信号电路，所述壳体内部具有磁场腔，所述壳体开有与磁场腔相连通的轴孔，所述壳体的轴孔中安装有密封轴承组件，所述密封轴承组件上安装有动力输入轴，所述动力输入轴具有连接转轴，所述磁场腔中设有磁钢转轴座，所述磁钢转轴座具有磁钢安装槽，所述动力输入轴的连接转轴配合安装于密封轴承组件中，所述磁钢转轴座与连接转轴通过螺钉B连接固定，所述磁钢转轴座的磁钢安装槽中固定安装有稀土磁钢；所述硬件信号电路具有电路基板，所述电路基板外边缘为连接部，所述电路基板的连接部通过若干个螺钉A与壳体连接固定，所述硬件信号电路完全封闭磁场腔；所述壳体外部封闭盖合有盖板，所述盖板完全包纳硬件信号电路；所述硬件信号电路包括信号采集模块、A/D转换模块、数据处理模块和若干个D/A转换模块，所述信号采集模块与稀土磁钢相对应，所述信号采集模块、A/D转换模块、数据处理模块依次连接，所述数据处理模块分别与D/A转换模块连接。[0007]为了更好地实现本实用新型，所述磁钢转轴座外侧与密封轴承组件外侧之间设有垫圈。

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作为优选，所述密封轴承组件包括两个密封轴承，两个密封轴承相互并排设置。

[0009]作为优选，所述磁钢转轴座具有与磁钢安装槽相连通的螺钉沉头孔，所述螺钉B的头部配合位于螺钉沉头孔中。[0010]作为优选，所述盖板内部具有盖板腔，所述盖板设有若干组数字信号输出线和若干组模拟信号输出线，所述所有数字信号输出线贯穿盖板与若干个不同通讯协议的接口模块一一对应连接，所有模拟信号输出线与所有D/A转换模块一一对应连接。[0011]本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：[0012]（1）本实用新型可以实现角度感应信号采集模块悬空采集磁场信号，替代现有线绕电位器和导电塑料电位器中电刷在绕组和电阻体上摩擦滑动的运动方式，可以不受振动、潮湿、盐雾等环境影响。[0013]（2）本实用新型可以将角位移变化转换成稀土磁钢的旋转磁场变化，通过信号采集模块采集后转换为数字信号，然后对数字信号进行处理即可得到处理后的数字信号并通过不同通讯协议由若干个不同通讯协议的接口模块一一对应输出，也可以将数字信号转换成多种模拟电信号输出，以满足不同需求；本实用新型可以实现多种信号输出作用，具有功能多样化、数据全面精准化等优点。附图说明

[0014]图1为本实用新型的结构示意图。[0015]其中，附图中的附图标记所对应的名称为：[0016]1－硬件信号电路，11－连接部，2－壳体，21－磁场腔,3－盖板,4－动力输入轴,41－连接转轴,5－磁钢转轴座,6－垫圈,7－密封轴承,8－稀土磁钢,9－螺钉A,10－螺钉B。

具体实施方式

[0017]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明。实施例

如图1所示，一种多信号输出的角位移磁敏传感器，包括壳体2、盖板3、稀土磁钢8

和硬件信号电路1，壳体2内部具有磁场腔21，壳体2开有与磁场腔21相连通的轴孔，壳体2的轴孔中安装有密封轴承组件，本实用新型优选的密封轴承组件包括两个密封轴承7，两个密封轴承7相互并排设置。本实用新型优选的壳体2外表面设有镀层，可以防止氧化和生锈。密封轴承组件上安装有动力输入轴4，动力输入轴4具有连接转轴41，磁场腔21中设有磁钢转轴座5，磁钢转轴座5具有磁钢安装槽，动力输入轴4的连接转轴41配合安装于密封轴承组件中，磁钢转轴座5与连接转轴41通过螺钉B10连接固定，磁钢转轴座5的磁钢安装槽中固定安装有稀土磁钢8。硬件信号电路1具有电路基板，电路基板外边缘为连接部11，电路基板的连接部11通过若干个螺钉A9与壳体2连接固定，硬件信号电路1完全封闭磁场腔21。壳体2外部封闭盖合有盖板3，盖板3完全包纳硬件信号电路1。[0019]硬件信号电路1包括信号采集模块、A/D转换模块、数据处理模块、若干个不同通讯协议的接口模块和若干个D/A转换模块，信号采集模块与稀土磁钢8相对应，信号采集模块、

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A/D转换模块、数据处理模块依次连接，数据处理模块分别与D/A转换模块连接和接口模块连接。本实用新型的硬件信号电路1还包括稳压电源模块，稳压电源模块与信号采集模块电连接，稳压电源模块用于对电源进行稳压处理。动力输入轴4、连接转轴41动力输出至磁钢转轴座5，磁钢转轴座5驱动稀土磁钢8旋转运动，稀土磁钢8发生磁场变化，这样稀土磁钢8就会将动力输入轴4的动力转换成磁场变化信号，信号采集模块用于实时采集磁场腔21的磁场变化信号），A/D转换模块用于将磁场变化信号转换成数字信号，数据处理模块用于对数字信号进行滤波、放大、降噪等处理，数据处理模块将处理后的数字信号传输至D/A转换模块，D/A转换模块将数字信号转换成各种应用的模拟电压信号或模拟电流信号，以供人们使用。盖板3内部具有盖板腔，盖板3设有若干组数字信号输出线和若干组模拟信号输出线，所有数字信号输出线贯穿盖板3与若干个不同通讯协议的接口模块一一对应连接（本实用新型具有若干个接口模块，所有数字信号输出线与所有接口模块一一对应连接，各个接口模块具有不同通讯协议），所有模拟信号输出线贯穿盖板3与所有D/A转换模块一一对应连接。

[0020]如图1所示，磁钢转轴座5外侧与密封轴承组件外侧之间设有垫圈6，可以提高磁钢转轴座5与密封轴承组件之间的密封性能。

[0021]本实用新型优选的磁钢转轴座5具有与磁钢安装槽相连通的螺钉沉头孔，螺钉B10的头部配合位于螺钉沉头孔中。

[0022]本实用新型的工作原理如下：

[0023]外部角位移动力经过动力输入轴4、连接转轴41传输至磁钢转轴座5上，磁钢转轴座5驱动稀土磁钢8旋转运动，稀土磁钢8发生磁场变化，这样稀土磁钢8就会将动力输入轴4的动力转换成磁场变化信号。信号采集模块实时采集磁场腔21的磁场变化信号，A/D转换模块将磁场变化信号转换成数字信号，数据处理模块对数字信号进行滤波、放大、降噪等处理，处理后的数字信号或未处理的数字信号经过数字信号输出线传输至磁敏传感器外部以供人们得到有关角位移变化的数字信号数据。同时，数据处理模块将处理后的数字信号传输至D/A转换模块，D/A转换模块将数字信号转换成各种应用的模拟电压信号或模拟电流信号，本实施例具有多个D/A转换模块，每个D/A转换模块实现将数字信号转换成一种类型的模拟电压信号或模拟电流信号，每个D/A转换模块与一个模拟信号输出线对应电连接，这样就将处理后的数字信号转换成不同种类、不同应用领域的模拟电压信号或模拟电流信号并分别输出，可以实现兼容数字信号、模拟电信号的多信号输出功能。[0024]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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