專利名稱：一種霍爾搖桿電位器制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種霍爾遙桿電位器制造方法，屬電子技術(shù)。使用這種方法能夠十分容 易地制造出無觸點霍爾遙桿電位器，可用于霍爾遙桿電位器的設(shè)計和制造。
背景技術(shù)：
隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，在建筑機械、安防監(jiān)控、機器人、醫(yī)療保健器械和輪椅 車中，都廣泛使用搖桿電位器。目前已經(jīng)生產(chǎn)出來的搖桿電位器，絕大多數(shù)都是有觸點的電 位器，國外也有采用霍爾兀件做成的霍爾搖桿電位器。但是現(xiàn)有的有觸點電位器存在卜述不 足之處(1)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作工藝要求高，導(dǎo)致成本很高。(2)、抗振動特性不佳，使用環(huán)境要求高。(3)、耐久性差，長時間使用以后輸出特性變異，導(dǎo)致控制失誤。國外現(xiàn)有的霍爾搖桿電位器也存在問題結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是制造工藝復(fù)雜，精度要求極高，導(dǎo)致 生產(chǎn)成本過高，向—國內(nèi)由于磁性材料生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)出來的磁鋼兩個磁極間的磁力線中 心軸線與磁鋼的結(jié)構(gòu)中心線存在較大的偏差，根本不能應(yīng)用在搖桿電位器上，也就不能生產(chǎn) 出這種霍爾搖桿電位器，因此現(xiàn)在國內(nèi)使用的霍爾搖桿電位器都依賴進口，價格也高居不 下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種霍爾遙桿電位器制造的方法，本發(fā)明的方案是使用線 性霍爾元件和球形含磁體組成霍爾搖桿電位器，這個含磁球是采用兩片均衡導(dǎo)磁片安裝在磁 鋼的兩個極面上，并封裝于一個球形売體內(nèi)組合向.成。均衡導(dǎo)磁片修正了磁鋼所產(chǎn)生的相對 于磁鋼結(jié)構(gòu)中心線可能歪斜的磁場，使電位器中的霍爾元件在搖桿沒有被擺動時處于磁場的 零位向輸出為中點電位。形成一種結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、成本低廉、安全可靠的霍爾搖桿電 位器，具有極好的抗沖擊、抗振動、能適應(yīng)不同環(huán)境要求，可以直接輸出與擺動角度相對應(yīng) 的電壓信號，這種方法足以滿足許多用戶設(shè)計制造霍爾搖桿電位器的需要。


圖l是國外現(xiàn)有搖桿和磁體的結(jié)構(gòu)不意圖。圖2是本發(fā)明的磁性組合體和霍爾元件在搖桿處于零位時的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明磁性組合體中的均衡導(dǎo)磁片為碟型結(jié)構(gòu)的不意圖。圖4是理想狀態(tài)下在搖桿處于零位時的磁場和霍爾元件之間位置關(guān)系示意圖。 圖5、 6是磁場中心線偏離磁鋼結(jié)構(gòu)中心線后搖桿處于零位狀態(tài)時霍爾兀件在磁場中的位 置示意圖。圖7是采用兩塊均衡導(dǎo)磁片修正以后的磁場不意圖。 圖8、圖9是本發(fā)明的磁性體被擺動以后霍爾元件在磁場中的位置示意圖。在圖2中，(1)是電位器的搖桿，(2)是磁鋼，(3)是線性霍爾元件，(4)是均衡 導(dǎo)磁片，(5)是球狀殼體，(6)是電位器殼體。
具體實施方式
在圖2中，采用線性霍爾元件(3)和磁鋼(2)加上兩片均衡導(dǎo)磁片 (4)構(gòu)成本發(fā)明的霍爾搖桿電位器。電位器內(nèi)的磁鋼(2)被兩片均衡導(dǎo)磁片(4)夾持， 這兩片均衡導(dǎo)磁片(4)分別處于磁鋼(2)的N極和S極，組合而成的一個磁性體被球形的塑 料包裹在球的中心，在外力作用下，這個含磁球在電位器內(nèi)的一定范圍里可以沿任何方向擺 動，兩只線性霍爾元件分別安裝在電位器的殼體(6)上，并相距90度安放，可以感受到含 磁球被擺動時磁場沿X軸和Y軸方位強度的變化，從而輸出不同的電壓。在不受外力作用時含磁球處于平衡零位，在圖8和圖9中，由于受到外力的作用搖桿擺 動，磁場偏離平衡零位，使線性霍爾元件(3)相對于球形磁體零位之間產(chǎn)生偏移，由線性 霍爾元件輸出的電壓發(fā)生改變，這個電壓值，正比于該球形磁體關(guān)于平衡位置的傾斜角度， 從而實現(xiàn)搖桿電位器的功能。線性霍爾元件在沒有磁場作用時，當(dāng)提供給霍爾元件的電源為5V電壓時，輸出的是中 點直流電壓2.5V，在理想狀態(tài)下，當(dāng)搖桿處于圖4和圖7所示的平衡位置時，含磁球的磁場作 用在霍爾元件上的場強為O，輸出的也是2.5V電壓，當(dāng)搖桿偏移到圖8或圖9的極限位置時， 含磁球的磁場的N極或S極作用在霍爾元件上，霍爾元件所在位置的磁場接近為正的或負的最 大值，使霍爾元件輸出4.2V或0.8V左右的電壓；當(dāng)搖桿分別處于兩個極限位置與平衡點之間 時，含磁球的N極段磁場或者S段磁場分別作用在線性霍爾元件上，使霍爾元件輸出電壓值在 2. 5V到4. 2V之間或者在0. 9V到2. 5V之間。由此可見，在搖桿的整個旋轉(zhuǎn)過程中，霍爾元件始終對應(yīng)著含磁球所產(chǎn)生的一個特定 磁場位置，從而輸出不同的電壓，這樣，通過測量輸出電壓就知道了搖桿擺動到的位置，從 而實現(xiàn)搖桿電位器的功能?？墒歉鶕?jù)國內(nèi)目前的工藝和制造水平，實際生產(chǎn)出來的磁鋼經(jīng)過充磁以后的磁力線束 軸心線與磁鋼結(jié)構(gòu)軸心線存在較大的差異，如圖5、圖6。這樣導(dǎo)致?lián)u桿處于平衡位置時的電 位器輸出已經(jīng)不是零位的2.5V電壓，有效輸出的動態(tài)范圍減少，實際制造出來的搖桿電位器 根本不能使用。本發(fā)明采用圖7中的兩片磁阻極小的鐵磁材料做成均衡導(dǎo)磁片(4)分別安裝在磁鐵 (2)的兩個磁極面上，使磁鐵的每個磁極端面上的磁場強度完全相同，磁鐵的外徑小于均 衡導(dǎo)磁片的外徑，作用在霍爾元件上的磁場幾乎都由均衡導(dǎo)磁片出來，這樣就使偏移的磁力 線中心方向被糾正到與磁鋼結(jié)構(gòu)軸心線基本一致，從而接近理想狀態(tài)下的磁場效果，使得現(xiàn)有工藝和生產(chǎn)條件下可以制造出霍爾搖桿電位器。為進一步提高零位精度，可以采用圖3中的碟型均衡導(dǎo)磁片(4)代替圖2中的平面均衡 導(dǎo)磁片(4)。
權(quán)利要求
1. 一種霍爾搖桿電位器制造方法，使用線性霍爾元件(3)和含磁球組成霍爾搖桿電位器，這個含磁球包括均衡導(dǎo)磁片(4)、磁鋼(2)和球形殼體(5)，其特征在于這個含磁球中具有兩個均衡導(dǎo)磁片(4)分別安裝在磁鋼(2)的兩個極面上，并封裝于一個球形殼體(5)內(nèi)。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種霍爾搖桿電位器制造方法，其特征在于 所述的均衡導(dǎo)磁片(4)的直徑大于磁鋼(2)的外徑。
3 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種霍爾搖桿電位器制造方法，其特征在于 所述的磁鋼(2)的磁極分別在兩個圓形端面上。
4 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種霍爾搖桿電位器制造方法，其特征在于 所述的均衡導(dǎo)磁片(4)還可以采用碟形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種霍爾搖桿電位器的制造方法，采用線性霍爾元件和磁鋼加上兩片均衡導(dǎo)磁片構(gòu)成霍爾搖桿電位器。電位器內(nèi)的磁鋼被兩片均衡導(dǎo)磁片夾持，組合成的一個磁性體被球形的塑料包裹在球的里面，形成一個含磁球，均衡導(dǎo)磁片修正了磁鋼所產(chǎn)生的相對于磁鋼結(jié)構(gòu)中心線可能歪斜的磁場，使電位器中的霍爾元件在搖桿沒有被擺動時處于磁場的零位而輸出為中點電位。本發(fā)明的技術(shù)特點是使用線性霍爾元件和含磁球組成霍爾搖桿電位器，這個含磁球內(nèi)采用了兩片均衡導(dǎo)磁片安裝在磁鋼的兩個極面上，并封裝于一個球形殼體內(nèi)組合而成，結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)容易、成本低廉、不易損壞、可靠性高、使用壽命長?？捎糜趽u桿電位器的設(shè)計和制造。
文檔編號H01C10/00GK101241787SQ200710200160
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者振 周, 段明壽, 濤 鐘 申請人:上海瑞可運動器材有限公司