專利名稱：磁敏電阻型線性傾角傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁敏電阻型線性傾角傳感器，用于測(cè)量被測(cè)物體和大地之間的傾斜角度，屬電氣元件傳感器類，可廣泛應(yīng)用于紡織、機(jī)械、冶金、石油、化工、交通、航空、自控、軍工等各個(gè)領(lǐng)域，質(zhì)量穩(wěn)定，安全可靠。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的傾角檢測(cè)，大多采用線繞式或?qū)щ娝芰鲜诫娢黄骷由现亓[而成。都具有電觸點(diǎn)，靠重力擺的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)電觸點(diǎn)的來回運(yùn)動(dòng)，改變其電橋的電阻值從而輸出電信號(hào)來測(cè)量角度，這樣的結(jié)構(gòu)存在電觸點(diǎn)，即存在磨擦和電噪聲，長(zhǎng)時(shí)間或反復(fù)工作會(huì)使接觸點(diǎn)磨損，大大影響了可靠性和使用壽命。在機(jī)械運(yùn)動(dòng)頻繁的場(chǎng)合，尤其明顯。而過去的無接觸點(diǎn)的磁敏型，電容型傾角傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸和敏感元件之間的相對(duì)覆蓋面積隨角度變化是正弦型變化關(guān)系，輸出的電性能在360度角度內(nèi)只有90度左右可以近似線性來用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種即具備無電接觸點(diǎn)的傾角傳感器的特性，又能在測(cè)量角度范圍內(nèi)具備線性輸出特性的傳感器。采用一定的結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與敏感元件相對(duì)覆蓋面積呈線性關(guān)系。例如利用半導(dǎo)體磁敏電阻效應(yīng)的原理，通過磁回路的設(shè)計(jì)，使旋轉(zhuǎn)角度與磁敏電阻和磁軛之間的覆蓋面積呈線性變化，則輸出電信號(hào)也為線性關(guān)系。在保證分辯率連續(xù)，可靠性高和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，在測(cè)量?jī)A斜角度的范圍內(nèi)，輸出為線性，從而擴(kuò)大了傾斜角傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合。
本實(shí)用新型的磁敏電阻型線性傾角傳感器，由外殼、軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、電子線路板及導(dǎo)線組成，其特征在于將兩個(gè)敏感元件串聯(lián)，形成半橋電路結(jié)構(gòu)固定在外殼上，并在半橋結(jié)構(gòu)的敏感元件后安裝永磁體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定有磁軛和重力擺，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過軸承固定在外殼上，隨著角度的變化，重力擺帶動(dòng)磁軛，使磁軛與敏感元件的位置相對(duì)變化。當(dāng)垂直角度變動(dòng)時(shí)，重力擺方向始終指向地心，這時(shí)傳感器主體與重力擺之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)角度偏離，就是垂直角度的變化量。使轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的等距漸進(jìn)線磁軛相對(duì)磁敏電阻片的覆蓋面積移動(dòng)一個(gè)角度，而面積的移動(dòng)量與轉(zhuǎn)動(dòng)角度呈線性化到時(shí)，變化的電信號(hào)呈線性輸出，這樣，就完成了轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以在測(cè)量的角度范圍內(nèi)輸出線性。達(dá)到擴(kuò)大測(cè)量?jī)A斜角度應(yīng)用的目的。
無觸點(diǎn)、無燥音、無磨損、高靈敏度、體積小是本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型磁敏電阻型線性傾角傳感器，由外殼1、軸承2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸3、電子線路板4及導(dǎo)線5組成，將兩個(gè)敏感元件6如磁敏電阻串聯(lián)，形成半橋電路結(jié)構(gòu)固定在外殼1上，并在半橋結(jié)構(gòu)的磁敏電阻敏感元件6后安裝永磁體7，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定有螺旋等進(jìn)磁軛8和重力擺9，轉(zhuǎn)動(dòng)軸3通過精密軸承2固定在外殼1上，外殼1一般可以是金屬材料制成，如鋁合金，黃銅，或鋼鐵材料。隨著角度的變化，重力擺9帶動(dòng)磁軛8，磁軛8由強(qiáng)導(dǎo)磁的鋼鐵材料制成，使磁軛8與磁敏電阻敏感元件6的位置相對(duì)變化。
磁敏電阻敏感元件6的特性是當(dāng)通過其面積的磁通量發(fā)生變化，它的電阻值會(huì)發(fā)生顯著變化。利用兩個(gè)磁敏電阻敏感元件串聯(lián)，形成半橋電路，加電壓，就可以把電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出。再在半橋結(jié)構(gòu)的磁敏電阻敏感元件6后面加偏置永磁體7，這樣，當(dāng)導(dǎo)磁體的磁軛8在磁敏電阻6上方移動(dòng)時(shí)，就會(huì)使磁軛8覆蓋磁敏電阻6面積的位置發(fā)生變化，覆蓋處的位置電阻變大，如通上電，就可以使半橋的輸出電壓與磁軛覆蓋磁敏電阻的面積位置相對(duì)應(yīng)，檢測(cè)出磁軛的位置變化。
本實(shí)用新型的工作原理為傳感器安裝在被測(cè)物體上，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸3平行大地水平面，重力擺9指向地心時(shí)，當(dāng)被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)，物體與大地間的傾斜角度發(fā)生變化，外殼上的支架部分與轉(zhuǎn)動(dòng)物體相連接，磁敏電阻敏感元件6與外殼1固定，也發(fā)生相同的角度轉(zhuǎn)動(dòng)。而重力擺9由于地球引力作用，始終指向地心，轉(zhuǎn)動(dòng)軸3由精密軸承2的存在，重力擺9固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸3上，磁軛8也固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸3上。由于重力擺9的帶動(dòng)，最終使磁軛8相對(duì)磁敏電阻元件6轉(zhuǎn)動(dòng)了同樣角度，而該角度的變化會(huì)使磁軛與磁敏電阻間的覆蓋面積的位置發(fā)生變化，從而使輸出的電信號(hào)發(fā)生變化。該電信號(hào)的變化通過電子線路板4的進(jìn)一步處理，可以輸出與角度變化相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。由于磁軛采用了等距的螺旋漸進(jìn)線，使角度的轉(zhuǎn)動(dòng)與磁軛和磁敏電阻之間的覆蓋面積位置呈線性改變，也使傾斜角度在測(cè)量范圍內(nèi)的變化，本實(shí)施例的傳感器可以線性輸出電信號(hào)。從而完成了本發(fā)明的工作過程。
權(quán)利要求1.一種磁敏電阻型線性傾角傳感器，由外殼、軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、電子線路板及導(dǎo)線組成，其特征在于將兩個(gè)敏感元件串聯(lián)，形成半橋電路結(jié)構(gòu)固定在外殼上，并在半橋結(jié)構(gòu)的敏感元件后安裝永磁體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定有磁軛和重力擺，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過軸承固定在外殼上，隨著角度的變化，重力擺帶動(dòng)磁軛，使磁軛與敏感元件的位置相對(duì)變化。
2.如權(quán)利要求1所述的磁敏電阻型線性傾角傳感器，其特征在于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定的磁軛采用等距的螺旋漸進(jìn)線，使角度的轉(zhuǎn)動(dòng)與磁軛和磁敏電阻間的覆蓋面積呈線性改變。
3.如權(quán)利要求1所述的磁敏電阻型線性傾角傳感器，其特征在于其敏感元件采用磁敏電阻，磁路結(jié)構(gòu)采用偏置永磁體和磁軛。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磁敏電阻型線性傾角傳感器，用于測(cè)量被測(cè)物體和大地之間的傾斜角度，屬電氣元件傳感器類，適用范圍廣。它由外殼、軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、電子線路板及導(dǎo)線組成，其特征在于將兩個(gè)敏感元件串聯(lián)，形成半橋電路結(jié)構(gòu)固定在外殼上，并在半橋結(jié)構(gòu)的敏感元件后安裝永磁體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定有磁軛和重力擺，轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過軸承固定在外殼上，隨著角度的變化，重力擺帶動(dòng)磁軛，使磁軛與敏感元件的位置相對(duì)變化。具有無觸點(diǎn)、無燥音、無磨損、高靈敏度、體積小等顯著特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01C9/00GK2700829SQ20042000578
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者王元瑋, 郭斐云 申請(qǐng)人:王元瑋