專利名稱：一種磁敏角度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁敏角度傳感器，它用于測量角度、位置及位移等非電量，并轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
目前，現(xiàn)有技術(shù)醫(yī)用心電圖機的磁敏角度傳感器，主要有日本產(chǎn)品CP-2U型及LPO5D3H1A型傳感器。該產(chǎn)品存在制作工藝極為復(fù)雜、機械零件加工難度較大以及成本昂貴等問題。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，對于開發(fā)研制出一種制作工藝簡潔、機械零件加工較方便以及成本較低的磁敏角度傳感器、是十分必要的。
本實用新型的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而在于提供一種磁敏角度傳感器。它主要由軸磁組件、芯片、補償電路以及外殼等所構(gòu)成。具有制作工藝簡潔、結(jié)構(gòu)牢固性好、可靠性高、有指零功能、線性度好、靈敏度高、溫度系數(shù)小、適用范圍寬、壽命長、成本較低以及易于生產(chǎn)實施等特點。
為了實現(xiàn)這一目的，本實用新型的發(fā)明方案是它是利用磁阻效應(yīng)的磁電變換元件的工作原理。在說明書附圖中，圖1給出該磁敏角度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由軸磁組件、芯片(8)、補償電路(11)(如圖3所示)以及外殼組件4個部分所構(gòu)成。其中軸磁組件是由軸(1)、2個D1000083軸承(2)、軸座(3)、卡圈和墊圈(4)、M1.4螺釘(5)、L型結(jié)構(gòu)的磁鐵座(6)以及磁鐵(7)所構(gòu)成。芯片(8)是由采用磁敏材料半導(dǎo)體單晶銻化銦(Insb)或采用強磁性如(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、蓋片以及鐵柱(9)等所構(gòu)成。補償電路(11)如圖3所示。外殼組件是由外殼(13)、2個M2長螺釘(14)、膠木支架(15)、2個埋頭螺釘(16)以及接地線(17)等所構(gòu)成。將上述裝配好的4個部分組件，然后按照圖1進行總裝配，即構(gòu)成該磁敏角度傳感器。有關(guān)圖1、圖2、以及圖3的具體結(jié)構(gòu)特征和實施方案，在說明書
中加以說明。
本實用新型的優(yōu)點該磁敏角度傳感器是利用磁阻效應(yīng)的磁電變換元件的工作原理，它是按照圖1、圖2以及圖3先分別裝配好軸磁組件、芯片(8)、補償電路(11)(如圖3所示)以及外殼組件4個部分，然后按照圖1進行總裝配，即構(gòu)成該磁敏角度傳感器。其中軸(1)是通過M1.4螺釘(5)與L型結(jié)構(gòu)的磁鐵座(6)聯(lián)接，使軸(1)向位移和徑向位移均小于0.01mm，L型的磁鐵座(6)是采用3號膠粘接固定在磁鐵(7)上，并通過2個M2的長螺釘(14)使膠木支架(15)與軸座(3)固定，在支架(15)上有月形槽，以便于轉(zhuǎn)動支架(15)調(diào)零點，使之有指零功能(即電學(xué)零點與機械零點合一)，當(dāng)心電圖機的筆頭插入裝配孔(1-1)(為機械零點)，且垂直于按裝孔2×M3螺孔(3-1)時，其電學(xué)輸出為零，在調(diào)試心電圖機時，無須調(diào)零點，使用極其方便。其制作工藝十分簡潔，結(jié)構(gòu)緊湊，磁鐵(7)按裝牢固性好，降低機械零件加工的難度，使制作成本降低。芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根寬為15-20微米，長為0.15毫米的銦短路條，它是用特有的新工藝化學(xué)電鍍方法制作的，以提高芯片(8)的線性度和靈敏度。芯片(8)是用3號膠粘接固定在鐵柱(9)上，芯片(8)與磁鐵(9)的間距是控制在0.1-0.2mm之間，保證一致性和對中心好，使該產(chǎn)品性能一致性好。因此，它具有制作工藝簡潔、結(jié)構(gòu)緊湊、機械零件加工較方便、磁鐵按裝牢固性好、可靠性高、有指零功能、分辨率高、轉(zhuǎn)動力矩小0.5gcm、線性度高、轉(zhuǎn)動頻響可達100Hz與靈敏度高、溫度系數(shù)小、噪聲小、壽命長、成本較低以及易于生產(chǎn)實施等特點。
該磁敏角度傳感器，適用于國內(nèi)外的單導(dǎo)或多導(dǎo)的心電圖機、找平儀以及傾角儀等自動控制的儀器中。主要技術(shù)參數(shù)有A、工作直流電壓Uin＝5伏；B、輸入電阻≥3KΩ±20％、輸出電阻＜16KΩ；C、靈敏度S＝2.2—3％Uin/10°；D、線性度L≤1％FS；E、工作角度90°、45°、30°角；F、零點溫漂≤0.05％/℃；G、溫度系數(shù)≤0.03％/℃；H、工作溫度0-50℃；J、電學(xué)零點與機械零點誤差≤5mv；K、力矩0.5gcm及轉(zhuǎn)動頻響100HZ。
以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)特征和實施方案作進一步說明。
圖1給出該磁敏角度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2給出圖1的俯視圖以及圖3給出補償電路(11)的工作原理圖。
圖1主要由軸磁組件、芯片(8)、補償電路(11)以及外殼組件4個部分所構(gòu)成。它是按照圖1、圖2以及圖3先分別裝配好上述4個部分，然后按照圖1進行總裝配，即構(gòu)成磁敏角度傳感器。先裝配4個部件(一)、軸磁組件是由軸(1)通過2個D1000083軸零(2)與軸座(3)聯(lián)接，用卡圈和墊圈(4)固定，并通過M1.4螺釘(5)與L型結(jié)構(gòu)的磁鐵座(6)聯(lián)接，使軸(1)的軸向位移和徑向位移均小于0.01mm，L型的磁鐵座(6)是采用3號膠粘接固定在磁鐵(7)上，磁鐵(7)是采用釤鈷合金材料，即裝配好軸磁組件。(二)、芯片(8)是采用磁敏材料半導(dǎo)體單晶銻化銦(Insb)或采用強磁性如(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、蓋片以及鐵柱(9)等所構(gòu)成，四周用膠密封。芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根寬為15-20微米，長為0.15毫米的銦短路條，它是采用特有的新工藝化學(xué)電度方法制作的，電鍍?nèi)芤菏怯闪蛩徙?4-6g)、硫酸鈉(0.7-1.2g)和130毫升左右的去離子水所組成。最后用3號膠將芯片(8)粘接固定在鐵柱(9)上，并在其周圍用焊片(10)焊牢固定。(三)、補償電路(11)如圖3所示，它由磁敏薄膜電阻MR1、MR2金屬薄膜電阻R1、R2、R3，負溫度系數(shù)的熱敏電阻RT以及3根不同顏色的外引線(12)(分別I紅色、II為蘭色、III為黑色)等所構(gòu)成。其中MR1＋MR2≥3KΩ，(MR1-MR2)/MR1≤2％，R1或R2＝30-150KΩ，R3＝1-30KΩ，RT＝3－30KΩ。(四)、外殼組件是由外殼(13)、2個M2長螺釘(14)、膠木支架(15)、2個埋頭螺釘(16)以及接地線(17)等所構(gòu)成。然后進行總裝配先將補償電路(11)按裝在膠木支架(15)上的5個焊孔上，支架(15)的中心孔是按裝帶芯片(8)的鐵柱(9)，使芯片(8)與磁鐵(7)的間距控制在0.1-0.2mm之間，保證一致性和對中心好，使該產(chǎn)品性能一致性好。最后將軸磁組件中的軸座(3)通過2個長螺釘(14)與膠木支架(15)固定，在支架(15)上設(shè)有月形槽，以便于轉(zhuǎn)動支架(15)調(diào)零點，使之有指零功能。即裝配好該磁敏角度傳感器。其中外殼(13)的直徑為23mm，長度小于28mm。在軸(1)上有直徑4.4mm的孔(1-1)和軸座(3)上有2個M3的螺孔(3-1)均為按裝孔。磁鐵座(6)和磁鐵(7)均采用釤鈷合金磁性材料，3號膠為商品化產(chǎn)品。
按照上述制作即構(gòu)成本實用新型——一種磁敏角度傳感器。
權(quán)利要求1. 一種磁敏角度傳感器，主要由軸磁組件、芯片(8)、補償電路(11)以及外殼組件所構(gòu)成，其特征在于軸磁組件由軸(1)、2個D1000083軸零(2)、軸座(3)、卡圈和墊圈(4)、M1.4螺釘(5)、L型結(jié)構(gòu)的磁鐵座(6)以及磁鐵(7)所構(gòu)成，L型結(jié)構(gòu)的磁鐵座(6)是采用3號膠粘接固定在磁鐵(7)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于芯片(8)是采用磁敏材料半導(dǎo)體單晶銻化銦(Insb)或采用強磁性(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、蓋片、鐵柱(9)以及四周用膠密封所構(gòu)成，芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根寬為15-20微米，長為0.15毫米的銦短路條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1.2所述的傳感器，其特征在于芯片(8)與磁鐵(7)的間距在0.1—0.2mm之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于外殼組件是由外殼(13)、2個M2長螺釘(14)、膠木支架(15)、2個埋頭螺釘(16)以及接地線(17)所構(gòu)成，在膠木支架(15)上設(shè)有月形槽。
專利摘要本實用新型涉及一種磁敏角度傳感器，它是利用磁敏電阻效應(yīng)的磁電變換元件的工作原理，由軸磁組件、芯片、補償電路及外殼組件所構(gòu)成，其特征是軸磁組件磁鐵是采用L型結(jié)構(gòu)，并用膠粘接在磁鐵上，芯片與磁鐵間距小，外殼組件中的支架有月形槽，便于轉(zhuǎn)動支架設(shè)調(diào)零點，有指零功能，使用方便。具有制作工藝簡捷、結(jié)構(gòu)緊湊、磁鐵安裝牢固、可靠性高、線性好、轉(zhuǎn)動頻響達100Hz與靈敏度高、噪聲小、壽命長、成本低及易于實施等特點。
文檔編號G01B7/30GK2220629SQ95200068
公開日1996年2月21日 申請日期1995年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月11日
發(fā)明者吳錫培 申請人:北京市中聯(lián)工貿(mào)公司, 吳錫培