一种倾斜角度传感器制造技术

一种倾斜角度传感器，其特征在于：它使用线性霍尔元件和磁钢组成倾斜角度传感器，这个磁钢安装在可随倾斜角度变化而转动的重锤上，磁钢可以是弧形磁瓦，也可以是两块不同极性相对安放的分离磁块。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为一种倾斜角度测量传感器，属电子技术。使用这种传感器能够在重力场内检测出0~±90°范围以内的倾斜角度，可用于角度传感和测量。
技术介绍
随着自动化技术的发展，在建筑机械、机器人、医疗保健器械和代步车轮椅车中，要保持姿势正确，重心稳定，对倾斜角度进行控制以及对危险角度进行报警和限制，倾斜角度的检测是不可缺少的。目前已经研制出来的倾斜角度传感器，有电位器型、差动变压器型、静电电容型、伺服型、光电型等若干形式。但是现有的倾斜角度传感器，不同程度地存在下述不足之处(1)、结构复杂、制作工艺要求高，成本很高。(2)、抗振动特性不佳，使用环境要求高。(3)、耐久性差，使用一段时间以后输出特性变异，导致传感失误。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种倾斜角度测量的新型传感器，这种倾斜角度传感器采用霍尔元件和磁钢，可以直接输出与倾斜角度相对应的电压信号。本技术的方案是使用附图说明图1中的线性霍尔元件和磁钢组成倾斜角度传感器，这个磁钢安装在重锤上，重锤通过轴承吊挂在固定轴上，固定轴的两端紧紧固定在壳体中。磁钢是一块弧形磁瓦，N和S磁极分别分布在磁瓦外弧面的两端。这块磁钢也可以是图4中的两块，将N极和S极相对安放在重锤的下弧面的两端。由于本技术采用了上述方案，所以输出的电压动态范围大，形成一种结构简单，成本低廉，安全可靠的传感器，具有较好的抗冲击、抗振动、能适应不同环境要求，可以省去一般的角度传感器都需要的信号放大器，方便地连接到单片机或者其它电路进行处理，这种传感器可以满足许多用户对倾斜角度检测和测量控制的需要。以下结合附图给出本技术之详细说明。图1是本技术的原理示意图。图2是传感器处于顺时针极限位置时的示意图。图3是传感器处于逆时针极限位置时的示意图。图4采用两块极性相对的磁钢代替图1中的弧形磁钢的示意图。在图1中，(1)壳体，(2)轴承，(3)轴，(4)重锤，(5)磁钢，(6)霍尔元件，(7)避震簧，(5)调节螺栓，(6)底板。具体实施方式本方案是由线性霍尔元件和可摆动磁钢构成传感器，见图1。传感器内配置有重锤，磁钢安装在这个重锤上，重锤在壳体内一定范围内可以自由摆动，线性霍尔元件安装在传感器的壳体上。由于受到地心引力的作用重锤始终垂直于水平地面，因此当安装面与水平地面呈一定角度时线性霍尔元件相对于磁钢之间产生偏移，由线性霍尔元件输出的电压发生改变，这个电压值，正比于该传感器关于水平地面的倾斜角，从而检测出倾斜角度。当传感器处于图1水平位置时，重锤的下弧面中心正对着线性霍尔元件，该中心的磁场接近为0，当提供给霍尔元件的电源为5V电压时，霍尔元件输出电压约2.5V；当传感器处于图2中的顺时针极限位置时，重锤上的S极磁钢正对着线性霍尔元件，该处的磁场接近为负的最大值，当提供给霍尔元件的电源为5V电压时，霍尔元件输出电压约0.9V；当传感器处于图3中的逆时针极限位置时，重锤上的N极磁钢正对着线性霍尔元件，该处的磁场接近为正的最大值，当提供给霍尔元件的电源为5V电压时，霍尔元件输出电压约4.2V。当传感器处于逆时针极限位置与中点之间时，重锤上的N极段磁钢对着线性霍尔元件，当提供给霍尔元件的电源为5V电压时，霍尔元件输出电压值在2.5V到4.2V之间。当传感器处于顺时针极限位置与中点之间时，重锤上的S极段磁钢对着线性霍尔元件，当提供给霍尔元件的电源为5V电压时，霍尔元件输出电压值在0.9V到2.5V之间。由此可见，在整个倾斜过程中，霍尔元件始终对应着磁钢上的一个特定位置，从而输出不同的电压，这样，通过测量输出电压就知道了装置倾斜的角度。当检测的角度范围较小时，图4采用两块极性相对的磁钢代替图1中的弧形磁钢具有相同的检测效果。权利要求1.一种倾斜角度传感器，其特征在于它使用线性霍尔元件和磁钢组成倾斜角度传感器，这个磁钢安装在可随倾斜角度变化而转动的重锤上，磁钢可以是弧形磁瓦，也可以是两块不同极性相对安放的分离磁块。专利摘要一种倾斜角度传感器，是采用霍尔元件、可摆动磁钢和壳体构成。壳体内配置有重锤，磁钢安装在这个重锤上，重锤在壳体内一定范围内可以自由摆动，线性霍尔元件安装在壳体中。由于受到地心引力的作用重锤始终垂直于水平面，因此当传感器的安装面与水平面呈一定角度时霍尔元件相对于磁钢之间产生偏移，由霍尔元件输出的电压或者输出电阻发生改变，从而检测出倾斜状态，通过比较电路或者是开关霍尔元件本身向外给出开关信号。本技术的技术特点是采用可以自由摆动的含磁钢重锤力摆结构和霍尔磁性传感技术，并封装于壳体内，结构简单，成本低廉，不易被破坏，可靠性高，使用寿命长。可用于倾斜传感。文档编号G01C9/00GK2926992SQ20062020025公开日2007年7月25日 申请日期2006年3月14日 优先权日2006年3月14日专利技术者钟涛, 倪巡 申请人:上海瑞可运动器材有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟涛，倪巡，
申请(专利权)人：上海瑞可运动器材有限公司，
类型：实用新型
国别省市：