一种磁栅传感器制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种磁栅传感器，该磁栅传感器包括：磁栅和磁栅传感组件，磁栅由N极和S极磁铁交替排布构成，且磁栅的磁场分布呈周期性，磁栅传感组件包括第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥；第一惠斯通全桥中，第一和第二磁敏元件构成第一半桥，第三和第四磁敏元件构成第二半桥；第二惠斯通全桥中，第五和第六磁敏元件构成第一半桥，第七和第八磁敏元件构成第二半桥；第一和第二惠斯通全桥并联连接并与磁栅相邻设置，第一和第二惠斯通全桥位于相同的位置，且第一和第三磁敏元件之间的间距等于第二和第四磁敏元件之间的间距，第五和第七磁敏元件之间的间距等于第六和第八磁敏元件之间的间距。本实用新型专利技术实施例，可提高检测精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种磁栅传感器


[0001]本技术实施例涉及磁传感器
，尤其涉及一种磁栅传感器。

技术介绍

[0002]磁栅式传感器是一种利用磁栅与磁栅传感器的磁作用进行测量的位移传感器，其中，磁栅按其结构可分为长磁栅和圆磁栅两大类，长磁栅主要用于直线位移测量，圆磁栅主要用于角位移测量。磁栅式传感器制作简单，安装方便，对使用环境的条件要求低，同时，其抗磁场干扰能力强，在油污、粉尘较多的场合下使用稳定性好。
[0003]但在实际实施中，由于技术水平和制造工艺的限制，磁栅式传感器中磁敏元件的排布间距和磁栅间距不能完美匹配，而是存在一定偏差，这样会导致磁栅式传感器的输出结果存在误差，检测精度差。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种磁栅传感器，以解决现有磁栅式传感器的检测精度差的问题。
[0005]本技术实施例提供了一种磁栅传感器，包括：磁栅和磁栅传感组件，所述磁栅由N极磁铁和S极磁铁交替排布构成，且所述磁栅的磁场分布呈周期性，所述磁栅传感组件包括第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥；
[0006]所述第一惠斯通全桥具有第一至第四磁敏元件，第一磁敏元件和第二磁敏元件构成所述第一惠斯通全桥的第一半桥，第三磁敏元件和第四磁敏元件构成所述第一惠斯通全桥的第二半桥；
[0007]所述第二惠斯通全桥具有第五至第八磁敏元件，第五磁敏元件和第六磁敏元件构成所述第二惠斯通全桥的第一半桥，第七磁敏元件和第八磁敏元件构成所述第二惠斯通全桥的第二半桥；
[0008]所述第一惠斯通全桥和所述第二惠斯通全桥并联连接并与所述磁栅相邻设置，所述第一惠斯通全桥和所述第二惠斯通全桥位于相同的位置，且所述第一磁敏元件和所述第三磁敏元件之间的间距等于所述第二磁敏元件和所述第四磁敏元件之间的间距，所述第五磁敏元件和所述第七磁敏元件之间的间距等于所述第六磁敏元件和所述第八磁敏元件之间的间距。
[0009]进一步的，构成所述第一惠斯通全桥的各磁敏元件和构成所述第二惠斯通全桥的各磁敏元件具有相同的磁场敏感方向。
[0010]进一步的，构成所述第一惠斯通全桥的各磁敏元件和构成所述第二惠斯通全桥的各磁敏元件沿着所述磁栅的磁极交替方向依次排列。
[0011]进一步的，每相邻两个所述磁敏元件构成一磁敏单元，所述磁敏单元内两个所述磁敏元件位于不同惠斯通全桥；
[0012]所述磁敏单元内两个所述磁敏元件的间距为第一预设间距，相邻两个所述磁敏单
元的间距为第二预设间距。
[0013]进一步的，还包括：信号处理电路，所述信号处理电路用于处理所述第一惠斯通全桥的输出信号和所述第二惠斯通全桥的输出信号，并消除二者输出信号的相位偏移误差。
[0014]进一步的，所述信号处理电路包括：第一归一化部，加减运算部，第二归一化部和三角函数运算部；
[0015]所述第一归一化部用于调整所述第一惠斯通全桥的输出电压和所述第二惠斯通全桥的输出电压，以使二者输出电压的幅值相同且偏移电压为零，再得到二者的修正后输出电压信号；
[0016]所述加减运算部用于对所述第一归一化部的输出结果进行加减计算，再输出加减计算后的输出电压信号；
[0017]所述第二归一化部用于对所述加减运算部的输出结果进行调整，以使二者输出电压信号的幅值相同且偏移电压为零，再输出二次修正后的输出电压信号；
[0018]所述三角函数运算部用于所述第二归一化部的输出结果进行反正切计算。
[0019]进一步的，所述磁敏元件为霍尔元件、各向异性磁阻AMR元件、巨磁阻GMR元件或隧道磁阻TMR元件。
[0020]进一步的，所述磁栅为长条形磁栅或者圆形磁栅。
[0021]本技术实施例提供的磁栅传感器，该磁栅传感器包含第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥，分别输出正弦信号V1和余弦信号V2，通过求取V1和V2的反正切值，可获得磁栅和磁栅传感组件相对位移值。本技术实施例中，通过设计惠斯通全桥中磁敏元件的排布，不再需要磁敏元件排布间距和磁栅间距完全匹配，能降低由于磁敏元件间距和磁栅距不匹配带来的相位误差，由此无需进行补偿即可提升磁栅传感器的检测精度，能更好的适用于精密仪器上。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本技术的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本技术的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本技术的权利要求范围之内。
[0023]图1是本技术实施例提供的一种磁栅传感器的示意图；
[0024]图2是本技术实施例提供的另一种磁栅传感器的示意图；
[0025]图3是本技术实施例提供的又一种磁栅传感器的示意图；
[0026]图4是本技术实施例提供的一种磁栅传感组件的示意图；
[0027]图5为磁敏元件排布间距与磁栅间距不匹配的磁栅传感组件的示意图；
[0028]图6是本技术实施例提供的一种磁栅传感组件的电路示意图；
[0029]图7是本技术实施例公开的磁栅传感器补偿前后角度误差对比图。
具体实施方式
[0030]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本技术实施
例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]参考图1所示，为本技术实施例提供的一种磁栅传感器的示意图。如图1所示，本技术实施例提供的磁栅传感器包括：磁栅1和磁栅传感组件2，磁栅1由N极磁铁和S极磁铁交替排布构成，且磁栅1的磁场分布呈周期性，磁栅传感组件2包括第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥；第一惠斯通全桥具有第一至第四磁敏元件，第一磁敏元件和第二磁敏元件构成第一惠斯通全桥的第一半桥，第三磁敏元件和第四磁敏元件构成第一惠斯通全桥的第二半桥；第二惠斯通全桥具有第五至第八磁敏元件，第五磁敏元件和第六磁敏元件构成第二惠斯通全桥的第一半桥，第七磁敏元件和第八磁敏元件构成第二惠斯通全桥的第二半桥；第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥并联连接并与磁栅1相邻设置，第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥位于相同的位置，且第一磁敏元件和第三磁敏元件之间的间距等于第二磁敏元件和第四磁敏元件之间的间距，第五磁敏元件和第七磁敏元件之间的间距等于第六磁敏元件和第八磁敏元件之间的间距。
[0032]本实施例中，磁栅1由N极磁铁和S极磁铁交替排布构成，例如磁栅1由依次排布的N、S、N、S、N、S极磁铁构成，那么磁栅1的磁场分布呈现周期性的规律。可选磁栅1为长条形磁栅，即磁栅1由沿第一方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁栅传感器，其特征在于，包括：磁栅和磁栅传感组件，所述磁栅由N极磁铁和S极磁铁交替排布构成，且所述磁栅的磁场分布呈周期性，所述磁栅传感组件包括第一惠斯通全桥和第二惠斯通全桥；所述第一惠斯通全桥具有第一至第四磁敏元件，第一磁敏元件和第二磁敏元件构成所述第一惠斯通全桥的第一半桥，第三磁敏元件和第四磁敏元件构成所述第一惠斯通全桥的第二半桥；所述第二惠斯通全桥具有第五至第八磁敏元件，第五磁敏元件和第六磁敏元件构成所述第二惠斯通全桥的第一半桥，第七磁敏元件和第八磁敏元件构成所述第二惠斯通全桥的第二半桥；所述第一惠斯通全桥和所述第二惠斯通全桥并联连接并与所述磁栅相邻设置，所述第一惠斯通全桥和所述第二惠斯通全桥位于相同的位置，且所述第一磁敏元件和所述第三磁敏元件之间的间距等于所述第二磁敏元件和所述第四磁敏元件之间的间距，所述第五磁敏元件和所述第七磁敏元件之间的间距等于所述第六磁敏元件和所述第八磁敏元件之间的间距。2.根据权利要求1所述的磁栅传感器，其特征在于，构成所述第一惠斯通全桥的各磁敏元件和构成所述第二惠斯通全桥的各磁敏元件具有相同的磁场敏感方向。3.根据权利要求1所述的磁栅传感器，其特征在于，构成所述第一惠斯通全桥的各磁敏元件和构成所述第二惠斯通全桥的各磁敏元件沿着所述磁栅的磁极交替方向依次排列。4.根据权利要求3所述的磁栅传感器，其特征在于，每相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海平，宋晨，李昊晨，沈卫锋，薛松生，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：