CN203326821U

CN203326821U - 双磁路多信号模式位置传感器

Info

Publication number: CN203326821U
Application number: CN2013203346799U
Authority: CN
Inventors: 吕德刚; 高旭东; 邢丽
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-06-10

Abstract

双磁路多信号模式位置传感器。光电器件使用寿命不长，限制了光电编码器的使用寿命。本实用新型组成包括:外壳（4），所述的外壳安装支架（2）上，所述的外壳端盖（9）下端安装有电路板（11），所述的电路板下方安装有线性霍尔传感器（8）和圆盘形铁芯（10），所述的外壳下端通过轴承（3）安装有中空轴（1），所述的中空轴上方安装有两极圆柱形磁钢（12），所述的轴承上端安装有磁屏蔽装置（13），所述的磁屏蔽装置外侧的8极环形磁钢（7）的外侧安装有环形铁芯（5），所述的8极环形磁钢与环形铁芯中间安装有开关霍尔传感器（6）。本实用新型用于电动机角位置及角速度检测。

Description

双磁路多信号模式位置传感器

技术领域：

本实用新型涉及一种双磁路多信号模式位置传感器。

背景技术：

在电机控制系统中，常用的位置传感器有旋转变压器和光电编码器。旋转变压器除了有体积大、精度不高的问题之外，还要求有激励信号，激励信号一般以转象差的形式出现。为保证反馈模拟信号精确性，必须精确调准激励信号的相位和振幅，并且要保证当随着温度和湿度的变化，出现振动和电子漂移时，保持激励信号不变，因此导致旋转变压器激励信号控制电路非常复杂，进而使成本大大增加。

光电编码器是一种集光、机、电一体的数字测角装置。因为其自身的缺点，还不能应用于振动剧烈、潮湿、有油污和灰尘的恶劣环境；由于光电器件使用寿命不长，限制了光电编码器的使用寿命；制造工艺复杂导致光电编码器的高成本。以上缺点，大大限制了光电编码器的应用范围，无法使用于恶劣环境和特殊环境，例如航天等领域。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种新型的位置传感器，可以提高电机控制系统抗恶劣环境的运行能力，减小了位置传感器的体积，降低了成本，极大限度地满足了控制系统对不同位置信号模式的要求，扩大了位置传感器的应用范围。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种双磁路多信号模式位置传感器，其组成包括:外壳，所述的外壳安装支架上，所述的外壳端盖下端安装有电路板，所述的电路板下方安装有线性霍尔传感器和圆盘形铁芯，所述的外壳下端通过轴承安装有中空轴，所述的中空轴上方安装有两极圆柱形磁钢，所述的轴承上端安装有磁屏蔽装置，所述的磁屏蔽装置外侧的8极环形磁钢的外侧安装有环形铁芯，所述的8极环形磁钢与环形铁芯中间安装有开关霍尔传感器。

所述的双磁路多信号模式位置传感器，所述的外壳采用导磁材料，能够隔离外部环境的磁场干扰；所述的两极圆柱形磁钢平行充磁用于产生正弦波磁场；所述的径向充磁的8极环形磁钢用于产生4对极方波磁场，适用于4对极无刷直流电动机的位置检测；所述的电路板上空间相位差为120度电角度的三片垂直放置的开关霍尔传感器，用于感测8极环形磁钢产生的方波磁场；所述的线性霍尔传感器平行放置为4片空间相位差90度角，用于感测圆柱形磁钢产生的正弦波磁场。

所述的双磁路多信号模式位置传感器，所述的电路板设计有轴角变换电路，将平行焊接的4片线性霍尔传感器感测到的磁场信号，通过轴角变换转换为表示转轴位置的电压信号。

所述的双磁路多信号模式位置传感器，所述的磁屏蔽装置用于隔离圆柱形磁钢产生的正弦波磁场和环形磁钢产生的方波磁场，使两个独立的磁路互不干扰。

有益效果：

1.本实用新型结构简单，大大降低位置传感器的成本，生产成本较同等精度光电编码器大约降低三分之一。

本实用新型体积小，与旋转变压器相比，大大简化了结构，缩小了体积。

本实用新型恶劣环境适应能力强，由于采用永磁体结构，对振动剧烈、潮湿、有油污和灰尘的恶劣环境的适应能力强，扩大了位置传感器的应用范围。

本实用新型能够提供多种模式的位置信号：增量模式、PWM模式、同步串口模式和无刷直流电机换相信号。

本实用新型采用永磁体结构，省去了光电器件，与光电编码器相比，大大延长了使用寿命。

本实用新型精度高，位置信号精度可达到10位。

附图说明：

附图1 是本实用新型的结构示意图。图中，1为中空轴，2为支架，3为轴承，4为外壳，5为环形铁芯，6为开关霍尔传感器，7为8极环形磁钢，8为线性霍尔传感器，9为端盖，10为圆盘形铁芯，11为电路板，12为两极圆柱形磁钢，13为磁屏蔽装置。

具体实施方式：

实施例1：

一种双磁路多信号模式位置传感器，其组成包括:外壳4，所述的外壳4安装支架2上，所述的外壳4端盖9下端安装有电路板11，所述的电路板11下方安装有线性霍尔传感器8和圆盘形铁芯10，所述的外壳4下端通过轴承3安装有中空轴1，所述的中空轴1上方安装有两极圆柱形磁钢12，所述的轴承3上端安装有磁屏蔽装置13，所述的磁屏蔽装置13外侧的8极环形磁钢7的外侧安装有环形铁芯5，所述的8极环形磁钢7与环形铁芯5中间安装有开关霍尔传感器6。

实施例2：

根据实施例1所述的双磁路多信号模式位置传感器，所述的外壳4采用导磁材料，能够隔离外部环境的磁场干扰；所述的两极圆柱形磁钢12平行充磁用于产生正弦波磁场；所述的径向充磁的8极环形磁钢7用于产生4对极方波磁场，适用于4对极无刷直流电动机的位置检测；所述的电路板11上空间相位差为120度电角度的三片垂直放置的开关霍尔传感器6，用于感测8极环形磁钢7产生的方波磁场；所述的线性霍尔传感器8平行放置为4片空间相位差90度角，用于感测圆柱形磁钢产生的正弦波磁场。

实施例3：

根据实施例1和2所述的双磁路多信号模式位置传感器，所述的电路板11设计有轴角变换电路，将平行焊接的4片线性霍尔传感器8感测到的磁场信号，通过轴角变换转换为表示转轴位置的电压信号。

实施例4：

根据实施例1和2和3所述的双磁路多信号模式位置传感器，所述的磁屏蔽装置13用于隔离圆柱形磁钢产生的正弦波磁场和环形磁钢产生的方波磁场，使两个独立的磁路互不干扰。

Claims

1.一种双磁路多信号模式位置传感器，其组成包括:外壳，其特征是：所述的外壳安装支架上，所述的外壳端盖下端安装有电路板，所述的电路板下方安装有线性霍尔传感器和圆盘形铁芯，所述的外壳下端通过轴承安装有中空轴，所述的中空轴上方安装有两极圆柱形磁钢，所述的轴承上端安装有磁屏蔽装置，所述的磁屏蔽装置外侧的8极环形磁钢的外侧安装有环形铁芯，所述的8极环形磁钢与环形铁芯中间安装有开关霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述的双磁路多信号模式位置传感器，其特征是：所述的外壳采用导磁材料，所述的电路板上具有空间相位差为120度电角度的三片垂直放置的开关霍尔传感器，所述的线性霍尔传感器平行放置为4片空间相位差90度角。

3.根据权利要求1或2所述的双磁路多信号模式位置传感器，其特征是：所述的电路板中具有轴角变换电路。