磁感应角位移传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种检测旋转、倾斜及垂直角位移的磁感应角位移传感器，它主要由永磁铁及固定于支架上的磁感应传感器组成，永磁铁是一轴向端面与转动轴倾斜的平面，永磁铁轴向端平面产生磁场，随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对永磁铁的旋转运动，永磁铁轴向端平面与磁感应传感器的距离渐变，磁感应传感器固定感应面积上感受到渐变的磁场，由此检测角位移，本发明专利技术通过转动轴、永磁铁等转动体或固定摆上，对称地安装平衡力矩重块提高灵敏度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固定摆磁感应旋转、倾斜、垂直度角位移传感器，但不仅限于此。本专利技术的目的通过下述途径达到磁感应角位移传感器，由安装子转动轴上的永磁铁和固定于支架上的磁感应传感器组成，转动轴、永磁铁等组成固定摆，固定摆相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，磁感应传感器可同轴、绕轴线相对传感器之外的静参照物产生旋转运动；永磁铁是一轴向端为与转动轴倾斜的平面，永磁铁轴向端平面产生磁场，随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对永磁铁的旋转运动，永磁铁轴向端平面与磁感应传感器的距离渐变，磁感应传感器固定感应面积上感受到永磁铁的磁场强度随之发生渐变；当基座带动磁感应传感器同轴、绕轴线相对永磁铁作相对旋转运动时，磁感应传感器的电参数(如电阻或输出电压、电流或磁通量)随着变化，依此检测倾斜、垂直度角位移；另外，为了使磁感应角位移传感器在检测微小倾斜、垂直度角位移时的灵敏度得到提高，通过增加固定摆径向上以固定摆轴心垂线为对称轴、轴承为支点、固定摆两端物体的平衡力矩，实现磁感应传感器同轴、绕轴线相对固定摆作相对旋转运动时，固定摆相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动。磁感应传感器是随辐射于固定表面的磁场强度变化而电参数变化的磁敏电阻型传感器，也可以是，电感式磁性传感器，或其它磁性感应传感器，如磁通门磁强计传感器等。本专利技术提供了一种典型的检测旋转、倾斜、垂直度角位移的固定摆型磁感应角位移传感器，由转动轴、永磁铁及磁感应传感器组成，磁感应传感器固定于支架上，转动轴、永磁铁等构成固定摆，永磁铁是至少有一轴向端为斜面、厚度均匀、材料密度均匀的、圆筒形或圆柱形永磁铁，永磁铁以圆筒或圆柱的轴心线为轴线与转动轴同轴的安装；固定摆的重心不在转动轴的轴心线上；磁感应传感器处于永磁铁的磁场中；磁感应传感器可相对传感器之外的静参照物产生旋转运动，固定摆不可相对传感器之外的静参照物产生旋转运动；当磁感应传感器相对固定摆作旋转运动时，固定摆相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动；随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对永磁铁作旋转运动，永磁铁轴向端平面与固定于支架上的磁感应传感器的距离渐变，而永磁铁轴向端平面产生的磁场，在磁感应传感器固定感应面积上的磁场强度随之发生渐变；处于永磁铁磁场中的磁感应传感器的电阻或输出电压、电流或电感量随着变化，由此通过对磁感应传感器电参数的测量，表示测量倾斜、垂直度角位移；同时，同定摆相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，是通过固定摆在自由壮态时，固定摆的径向上，水平轴线之下，以通过转动轴、永磁铁等转动体组成的固定摆的轴心垂线为对称轴，轴承为支点，固定摆上，对称地安装平衡力矩重块，当磁感应传感器相对固定摆作旋转运动时，使固定摆相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动。本专利技术比现有技术具有如下优点固定摆磁感应角位移传感器结构简单，量程大，线性度好，加工容易，生产成本较低，利于批量制造，并且，在一定程度上克服了在检测微小倾斜、垂直度角位移时，灵敏度低的缺点。此时，由于永磁铁2的一端为斜面，永磁铁2、连接件5、转动轴6等构成固定摆的重心不在轴心线上，重心产生重力矩，当底座10，固定支架8、9带动磁感应传感器1绕轴线oo相对传感器之外的静参照物作旋转运动时，固定摆相对传感器之外的静参照物不作旋转运动，由此，磁感应传感器1的电参数(电阻或输出电压、电流或磁通量)变化表示检测倾斜、垂直度角位移；但是，由于静摩察力的存在，这时，当底座10，固定支架8、9带动磁感应传感器1绕轴线oo相对传感器之外的静参照物作微小角位移的旋转运动时，固定摆相对传感器之外的静参照物会作旋转运动，因此，不能检测微小角位移。这也就是固定摆角位移传感器的一个缺点。为此，应在磁铁2、连接件5、转动轴6等构成固定摆上加装平衡力矩重块11、12，平衡力矩重块最好为不易磁化材料，如铅，水银等比重较大的材料，11、12如图2所示。当然，平衡力矩重块11、12也可装于图2虚线所示磁铁2以外。应注意平衡力矩重块11、12是在固定体处于自由壮态时，固定摆径向上，以通过转动轴、永磁铁等转动体组成的固定摆的轴心垂线Y为对称轴，固定摆的水平轴心线X之下，对称轴与两对应体的几何重心点的距离之外，分别对称安装平衡力矩重块11、12，最好平衡力矩重块11、12的比重比磁铁2、连接件5、转动轴6等的平均比重大；如图3所示，P为水平线，水平轴心线X平行于p，此时，固定摆在自由壮态下，通过安装平衡力矩重块11、12，以固定摆的轴心垂线Y为对称轴，两对应体的重心点由几何重心(中心)点、A、B移动到非几何重心(中心)点、C、D，两对应体重心点与对称轴间的距离分别由原来的L1、L2增大为L3、L4，由此，增加固定摆以轴心垂线Y为对称轴，轴承3、4为支点，两对应体重心点的平衡力矩，实现，当底座10，固定支架8、9带动磁感应传感器1绕轴线oo相对传感器之外的静参照物作微小角位移旋转运动时，固定摆相对传感器之外的静参照物不作旋转运动。应该注意平衡重块11、12应在通过固定摆的水平轴心线X之下，以免固定摆发生翻转现象，同时，应尽量不增大固定摆重量，。由此应当想到，本专利技术的通过增加固定摆以轴心垂线Y为对称轴，两对应体重心点的平衡力矩(L1、L2×A、B变为L2、L3×C、D)(A、B、C、D为重心点的重量)，由此提高检测微小倾斜、垂直度角位移灵敏度的方法，同样适用于其它固定摆电容、电感、光电、激光型倾斜角位移传感器；如专利89102296.1中附图说明图1所述的“平行平板差动电容型定向倾斜检测角位移传感器”，按照本专利技术所述的增装平衡力矩重块的方法，增加固定摆以轴心垂线Y为对称轴，两对应体重心点的平衡力矩，由此提高检测微小倾斜、垂直度角位移灵敏度。同样，中国技术专利ZL专利号98212895.9名称为“电感式角位移传感器”的角位移传感器，其转动轴(3)、圆环形渐变铁芯(2)等组成的转动体，转动体上加装平衡力矩重块，电感线圈(1)固定于支架上，按照本专利技术所述的方法，也可以构成检测微小倾斜、垂直度角位移的传感器。由此可以想到由转动轴等转动体(如带有编码孔的圆板)或固定摆和可与转动体或固定摆产生相对旋转运动的固定部件(如光发射与接收装置)构成的旋转角位移的传感器，通过使转动轴等转动体或固定摆重心不在轴心线上，转动轴等转动体或固定摆相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，固定部件可相对转动轴等转动体或固定摆作相对旋转运动，在自由壮态下，转动轴等转动体或固定摆的径向上，以通过轴心的垂线(垂直于水平面)为对称轴，两对应转动轴等转动体或固定摆的重心点之外，水平轴线之下，加装平衡力矩重块，可构成本专利技术检测微小倾斜、垂直度角位移的传感器如图4进一步描述了本专利技术角位移的传感器检测一倾斜物体垂直度或倾斜度时的工作原理，设P为一水平面，MK为垂线，13为被测倾斜物，14为角位移传感器上的基座，15为基座上的角位移的传感器，当基座14放置于被测倾斜物13的一个面上时，可以检测出13的垂直度偏差8，且所检测出的垂直度偏差θ不受传感器15的固定摆轴心线是否水平的影响，也就是说，横轴倾斜检测也有效。请注意对于本专利技术所述角位移传感器，只有当固定摆转动轴的轴心线不垂直于水平线时，检测倾斜、垂直度角位移方有效。同时，应当想到当底座10固定于本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁感应角位移传感器，由磁感应传感器，转动轴、永磁铁等构成，永磁铁安装于转动轴上，磁感应传感器处于永磁铁的磁场中，磁感应传感器可同轴、绕轴线相对永磁铁作相对旋转运动，其特征在于：随着转动轴的转动，永磁铁轴向端面与磁感应传感器的距离是渐变的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许建平，
申请(专利权)人：许建平，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]