一种基于模拟信号的角度传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于模拟信号的角度传感器，包括从前向后依次连接的前端屏蔽盖、外屏蔽壳、轴承、输出轴、设置于外屏蔽壳内的内壳、测角芯片和与内壳固定相连的后盖板；其特征在于：外屏蔽壳从后向前依次设有圆形法兰面、较大外圆段和较小外圆段；前端屏蔽盖位于外屏蔽壳前端；输出轴从后向前依次设有直径较大一端、直径较小一端和方轴段，方轴段前端设置有磁体；输出轴设置于内壳的空腔结构中。本实用新型专利技术在小型化的同时，提高了抗干扰能力，而且解决了高低温、高过载等恶劣工业使用环境下的传感器形变问题，保证传感器工作正常。其特别适用于机械变化频繁，环境恶劣，要求传感器使用寿命长，可靠性高的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟信号的角度传感器
本技术涉及应用于航空、电子、机械、纺织、船舶、冶金、汽车行业、工控齿轮测速、齿条测位移等测量
，尤其涉及一种基于模拟信号的角度传感器。
技术介绍
目前应用于工业机器设备上的输出信号传感器有两种形式。其一为机械式，也就是接触式，其通过电刷和电阻基片滑动接触，随着相对位移，电阻值改变，输出电压信号相应改变，这种机械部件易产生磨损，或随着工业机器设备的震动，接触片有可能产生瞬间脱开，接触不良；而且在应用过程中由于电刷和电阻基片的磨损屑会附着在电刷和电阻基片之间，会产生接触不良或输出阻值的改变，最后导致信号无法正常传输，使用寿命受到限制。其二为非接触式，采用霍尔效应，即利用霍尔元件的输出电压与外加磁场以及磁声与元件法线夹角的余弦成比例的关系原理，在与旋输出轴连接的旋转的转子的前端设置有磁铁，并利用磁铁有间隔并且相对的磁敏传感器来检测转子角位移的旋转角。角度传感器采用高性能智能集成磁敏感元件，将机械转动或角位移转化为电信号输出，非接触测量。它是替代光学编码器、旋转变压器、导电塑料电位器的理想产品。现有技术中的非接触式传感器通常都采用了轴承结构，结构复杂，而且难以实现小型化、微型化。例如，CN202041218U公开了一种非接触式磁致伸缩位移传感器，包括壳体，壳体一端的端盖，端盖的外表面设有至少一个内凹的盲沉孔，壳体内设置有传感器电路板，所述电路板固定有与盲沉孔数量相同的霍尔开关，所述霍尔开关靠近盲沉孔；一调试笔，所述调试笔设置有略小于盲沉孔内径的磁粒。该位移传感器能够对其元件进行有效防护，但是其结构相对复杂，体积也较大，并且还需要利用调试笔对传感器进行调试，操作也不够方便。而非接触式角度传感器，主要分为基于模拟信号的和基于数字信号的。现有的基于模拟信号的角度传感器，电路简单，结构简单，可以小型化，但是抗干扰能力差，而且在高低温、高过载等恶劣工业使用环境下的传感器形变问题严重，导致传感器工作失灵。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。本技术提供了一种基于模拟信号的角度传感器，包括：从前向后依次连接的前端屏蔽盖、外屏蔽壳、轴承、输出轴、设置于外屏蔽壳内的内壳、测角芯片和与内壳固定相连的后盖板；其特征在于：外屏蔽壳从后向前依次设有圆形法兰面、较大外圆段和较小外圆段；前端屏蔽盖位于外屏蔽壳前端；输出轴从后向前依次设有直径较大一端、直径较小一端和方轴段，方轴段前端设置有磁体；输出轴设置于内壳的空腔结构中；外屏蔽壳的厚度13.6-16mm，所述输出轴直径较大一端的厚度4.9-5.5mm；直径较小一端的厚度2.4-3.5mm。进一步，所述测角芯片为磁敏传感器。进一步，所述外屏蔽壳和前端屏蔽盖的材料为磁导率高剩磁小的材料。进一步，所述磁导率高剩磁小的材料选自坡莫合金。更进一步地，所述坡莫合金为电工纯铁或铁铝合金。进一步，所述输出轴的直径较大一端安装在所述内壳的空腔结构中。进一步，所述输出轴的方轴段伸出所述前端屏蔽盖外，用于与外部待测机构固定连结。进一步，所述输出轴的直径较大一端的直径范围17-19mm。进一步，所述输出轴的直径较小一端直径范围是9.5-10mm。本技术采用高性能智能集成磁敏感元件，将机械转动或角位移转化为电信号输出，非接触测量。在小型化的同时，提高了抗干扰能力，而且解决了高低温、高过载等恶劣工业使用环境下的传感器形变问题，保证传感器工作正常。其特别适用于机械变化频繁，环境恶劣，要求传感器使用寿命长，可靠性高的场合。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本技术的立体结构示意图，图2为本技术所的爆炸结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。请参考图1、图2，本技术提供的基于模拟信号的角度传感器，包括：从前向后依次连接的前端屏蔽盖1、外屏蔽壳2、轴承3、输出轴5、设置于外屏蔽壳内的内壳6、测角芯片7和与内壳固定相连的后盖板8。外屏蔽壳设有法兰面2-1、较大外圆段2-2和较小外圆段2-3；前端屏蔽盖位于外屏蔽壳前端，二者固定相连，构成完整磁屏蔽系统。外屏蔽壳的厚度13.6-16mm。外屏蔽壳前端是一个碗状结构，后端和内壳相配合的位置开有两个过孔，用来把内壳固定在外屏蔽壳内。在外屏蔽壳上设置的法兰面用来把传感器同心固定在待测设备上。本技术的外屏蔽壳和前端屏蔽盖是实现本技术的抗干扰的重要保准。因此其材料为磁导率高剩磁小的材料，磁屏蔽材料一般分为三类，即高导磁材料、中导磁材料和高饱和材料。高导磁材料的磁导率在80000-350000之间，经热处理后其饱和场可达7500Gs；中磁导率材料通常和高导材料一起使用，其磁导率值从12500-150000，饱和场15500Gs；高饱和场的磁导率值为200-50000，饱和场可达18000-21000Gs。因此，本技术选择的磁导率高剩磁小的材料为高导磁材料，其选自坡莫合金，坡莫合金优选地实施方式可以为电工纯铁、铁铝合金或类似材料。输出轴5的材料为不锈钢，它包括依次连接的直径较大一端5-1、直径较小一端5-2和方轴段5-3。所述输出轴直径较大一端的厚度4.9-5.5mm；直径较小一端的厚度2.4-3.5mm。由于输出轴在使用过程中，特别是在高过载工况下，容易出现位移，角度传感器在工作中，轴向两个方向及径向分别要承受高过载，即自身重量的100倍的重力加速度，并且能确保在最低温度-40℃，最高温度50℃下，正常工作。因此，所述输出轴仅能在内壳的空腔结构内自由转动但不发生轴向和径向位移。所述内壳套在外屏蔽壳中，且前端屏蔽盖通过螺钉把输出轴和轴承固定在一起，避免了轴在遇到轴向冲击的时候发生移动影响传感器的工作，可以将输出轴有效地限制在它的工作区域内，避免因出现位移而造成其卡死，导致不能正常工作。方轴段为一定长度的截面是正方形的结构，它前端伸出前端屏蔽盖1，在方轴段的前端面同心粘接有磁体4。方轴段伸出前端屏蔽盖1后与被测零件连接，同时测定零件的旋输出轴5的连结结构加工成与方轴段的正方形截面相同形状的孔状结构，固定连结后角位移传感器的轴就可以和外部旋输出轴同心转动。所述磁体为圆柱形或圆环形，并能够与所述输出轴同步转动。内壳是圆柱形铝质结构，两端向内挖空，中间有墙式结构把内壳分成互不相通的两部分。墙式结构的一端中心掏空，用螺丝把测角芯片，即磁敏传感器固定在内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模拟信号的角度传感器，包括从前向后依次连接的前端屏蔽盖、外屏蔽壳、轴承、输出轴、设置于外屏蔽壳内的内壳、测角芯片和与内壳固定相连的后盖板；其特征在于：外屏蔽壳从后向前依次设有圆形法兰面、较大外圆段和较小外圆段；前端屏蔽盖位于外屏蔽壳前端；输出轴从后向前依次设有直径较大一端、直径较小一端和方轴段，方轴段前端设置有磁体；输出轴设置于内壳的空腔结构中；其中，/n外屏蔽壳的厚度13.6-16mm，所述输出轴直径较大一端的厚度4.9-5.5mm；直径较小一端的厚度2.4-3.5mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟信号的角度传感器，包括从前向后依次连接的前端屏蔽盖、外屏蔽壳、轴承、输出轴、设置于外屏蔽壳内的内壳、测角芯片和与内壳固定相连的后盖板；其特征在于：外屏蔽壳从后向前依次设有圆形法兰面、较大外圆段和较小外圆段；前端屏蔽盖位于外屏蔽壳前端；输出轴从后向前依次设有直径较大一端、直径较小一端和方轴段，方轴段前端设置有磁体；输出轴设置于内壳的空腔结构中；其中，
外屏蔽壳的厚度13.6-16mm，所述输出轴直径较大一端的厚度4.9-5.5mm；直径较小一端的厚度2.4-3.5mm。


2.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述测角芯片为磁敏传感器。


3.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述外屏蔽壳和前端屏蔽盖的材料为磁导率高剩磁小的材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，
申请(专利权)人：北京和光飞翼机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11