用于传感器的磁铁及其磁化方法技术

本发明专利技术涉及磁性传感器技术领域，具体提供了一种用于传感器的磁铁及其磁化方法，磁铁包括：磁铁呈圆弧瓦型结构，磁铁的长度等于或大于传感器能够检测的最大位移行程；磁铁的磁化方向采用沿磁铁的长度、厚度或者圆弧径向三者其中之一方向。磁化方法包括：根据传感器能够检测的最大位移行程选定磁铁材质并确定磁铁尺寸，制作圆弧瓦型结构的磁铁块；基于霍尔效应，根据传感器的磁感应强度与旋转位移位置以及旋转角度的关系，确定磁铁的磁化方向；磁化方向采用沿磁铁的长度、厚度或者圆弧径向三者其中之一方向；通过计算得到磁铁的磁化数据；根据磁化方向和磁化数据对磁铁块进行磁化处理，得到用于传感器的磁铁。本发明专利技术可提高传感器旋转位移测量精度。器旋转位移测量精度。器旋转位移测量精度。

【技术实现步骤摘要】
用于传感器的磁铁及其磁化方法


[0001]本专利技术涉及磁性传感器
，特别涉及一种用于传感器的磁铁及其磁化方法。

技术介绍

[0002]磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。磁铁两端磁性强的区域称为磁极，一端为北极(N极)，一端为南极(S极)。同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。测量位移位置的磁性传感器中需要使用磁铁。
[0003]目前，位移位置磁性传感器所用的磁铁通常为圆柱形或者长方形结构，其原理是利用垂直于磁铁轴线的磁感应强度大小与磁铁的位置存在对应的关系，从而将垂直于磁铁轴线的磁感应强度转换为相应的磁铁位置信号。
[0004]圆柱形或者长方形磁铁结构适用于线性位移的位置检测，但当将该结构的磁铁用于旋转位移的位置检测时，由于检测的位移位置不再与磁铁的轴线重合，导致磁感应强度在靠近位移行程的两端位置的磁感应强度减小，为了保证足够的精度和可检测性，就必须加大磁铁的体积或者采用更好的磁铁材质，从而导致产品成本的增加。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于传感器的磁铁，包括：磁铁呈圆弧瓦型结构，磁铁的长度等于或大于传感器能够检测的最大位移行程；
[0006]磁铁的磁化方向采用沿磁铁的长度、厚度或者圆弧径向三者其中之一方向。
[0007]可选的，磁铁在弧形内壁、弧形外壁、长度方向两端或者厚度方向的上下端面设置不对称式防呆结构。
[0008]可选的，磁铁包括稀土金属钕、稀土金属镨、纯铁、铝和硼铁合金材料，经过以下工序制作：配料
→
熔炼制锭
→
制粉
→
压型
→
烧结回火
→
磁性检测
→
磨加工
→
销切加工
→
电镀
→
磁化
→
成品；
[0009]其中，熔炼制锭采用熔炼炉；制粉先采用鄂破机进行破碎，后采用球磨机或者气流磨实现磨粉；压型采用压制成型机或者等静压机；烧结回火采用烧结炉和热处理真空炉；磁性检测采用磁性能测试仪和高斯计。
[0010]本专利技术还提供了一种用于传感器的磁铁的磁化方法，包括：
[0011]根据传感器能够检测的最大位移行程选定磁铁材质并确定磁铁尺寸，制作圆弧瓦型结构的磁铁块；
[0012]基于霍尔效应，根据传感器的磁感应强度与旋转位移位置以及旋转角度的关系，确定磁铁的磁化方向；磁化方向采用沿磁铁的长度、厚度或者圆弧径向三者其中之一方向；
[0013]通过计算得到磁铁的磁化数据；根据磁化方向和磁化数据对磁铁块进行磁化处理，得到用于传感器的磁铁。
[0014]可选的，在制作圆弧瓦型结构的磁铁块时，在磁铁块的弧形内壁、弧形外壁、长度
方向两端或者厚度方向的上下端面设置不对称式防呆结构。
[0015]可选的，若磁化方向为沿磁铁的长度方向，磁化数据的计算通过以下情况确定：
[0016]根据传感器的磁感应强度分布，在垂直于旋转位移行程上的Z轴磁感应强度与磁铁的旋转位置成大致的线性关系，基于霍尔效应的传感器的磁铁根据Z轴磁感应强度与旋转位移位置以及旋转角度的关系，通过对Z轴磁感应强度的测量来进行旋转位移位置和旋转角度的检测；或者对X轴磁感应强度、Y轴磁感应强度和Z轴磁感应强度中的任意两个分量进行反正切运算。
[0017]可选的，若磁化方向为沿磁铁的厚度方向或者圆弧径向方向，磁化数据的计算通过以下情况确定：
[0018]根据传感器的磁感应强度分布，对X轴磁感应强度、Y轴磁感应强度和Z轴磁感应强度中的任意两个分量进行反正切运算。
[0019]可选的，磁化处理通过使用与磁铁的磁化方向和磁化数据相适应的脉冲磁场的方式进行，脉冲磁场通过磁化设备采用脉冲电流实现。
[0020]可选的，磁化设备配置有电源输入控制电路，在磁化处理时用于对磁化用脉冲电流进行控制；
[0021]电源输入控制电路包括限流调节模组、场效应管Q1、基准电压模组、放大器U1、误差放大器U2、可变电阻R1、可变电阻R2和可变电阻R3；
[0022]限流调节模组的输入端与电源连接，限流调节模组的输出端与场效应管Q1的源极连接；
[0023]限流调节模组的控制端与误差放大器U2的引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚1通过可变电阻R1与放大器U1的输出引脚4连接，误差放大器U2的引脚3分别与基准电压模组和放大器U1的引脚3连接，误差放大器U2的输出引脚5与场效应管Q1的栅极连接；
[0024]放大器U1的输入引脚1与基准电压模组连接，放大器U1的输入引脚2分别与可变电阻R2的一端和可变电阻R3的一端连接，可变电阻R2的另一端与误差放大器U2的输入引脚1连接，可变电阻R3的另一端接地；
[0025]误差放大器U2的输入引脚2与场效应管Q1的漏极连接作为输出端。
[0026]可选的，在磁化处理过程，对磁化设备的脉冲电流进行实时检测，并采用自适应滤波器对检测信号进行滤波处理。
[0027]本专利技术的用于传感器的磁铁及其磁化方法，将位移测量的磁性传感器采用的磁铁制作成圆弧瓦型结构，让磁铁的形状与旋转位移的行程重合，磁铁的长度等于或大于传感器能够检测的最大位移行程，该圆弧瓦型磁铁的磁化方向可以选择其长度、厚度或者圆弧径向之一；本专利技术可以在相对于圆柱形或者长方形结构的磁铁不加大体积或者采用更好的磁铁材质的情况下，保证采用本专利技术磁铁的磁性传感器在旋转位移测量方面具有更高精度，灵敏更高，可检测性更好；本专利技术采用瓦型结构的磁铁，不同于以往的圆柱形或者长方形磁铁结构，该瓦型磁铁可以保证在不增加磁铁体积和磁铁材质的前提下，使旋转性位移的行程内有足够线性和强度的磁感应强度，从而保证足够的精度和可检测性。
[0028]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0029]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0030]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0031]图1为本专利技术实施例中一种用于传感器的磁铁的立体示意图；
[0032]图2为本专利技术的用于传感器的磁铁采用长度方向作为磁化方向的实施例立体示意图；
[0033]图3为本专利技术的用于传感器的磁铁采用厚度方向作为磁化方向的实施例立体示意图；
[0034]图4为本专利技术的用于传感器的磁铁采用圆弧径向方向作为磁化方向的实施例立体示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例中一种用于传感器的磁铁的磁化方法流程图；
[0036]图6为本专利技术实施例中一种用于传感器的磁铁的磁化方法实施例实用的磁化设备所配置的电源输入控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于传感器的磁铁，其特征在于，包括：磁铁呈圆弧瓦型结构，磁铁的长度等于或大于传感器能够检测的最大位移行程；磁铁的磁化方向采用沿磁铁的长度、厚度或者圆弧径向三者其中之一方向。2.根据权利要求1所述的用于传感器的磁铁，其特征在于，磁铁在弧形内壁、弧形外壁、长度方向两端或者厚度方向的上下端面设置不对称式防呆结构。3.根据权利要求1所述的用于传感器的磁铁，其特征在于，磁铁包括稀土金属钕、稀土金属镨、纯铁、铝和硼铁合金材料，经过以下工序制作：配料
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熔炼制锭
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制粉
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压型
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烧结回火
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磁性检测
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磨加工
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销切加工
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电镀
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磁化
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成品；其中，熔炼制锭采用熔炼炉；制粉先采用鄂破机进行破碎，后采用球磨机或者气流磨实现磨粉；压型采用压制成型机或者等静压机；烧结回火采用烧结炉和热处理真空炉；磁性检测采用磁性能测试仪和高斯计。4.一种用于传感器的磁铁的磁化方法，其特征在于，包括：根据传感器能够检测的最大位移行程选定磁铁材质并确定磁铁尺寸，制作圆弧瓦型结构的磁铁块；基于霍尔效应，根据传感器的磁感应强度与旋转位移位置以及旋转角度的关系，确定磁铁的磁化方向；磁化方向采用沿磁铁的长度、厚度或者圆弧径向三者其中之一方向；通过计算得到磁铁的磁化数据；根据磁化方向和磁化数据对磁铁块进行磁化处理，得到用于传感器的磁铁。5.根据权利要求4所述的用于传感器的磁铁的磁化方法，其特征在于，在制作圆弧瓦型结构的磁铁块时，在磁铁块的弧形内壁、弧形外壁、长度方向两端或者厚度方向的上下端面设置不对称式防呆结构。6.根据权利要求4所述的用于传感器的磁铁的磁化方法，其特征在于，若磁化方向为沿磁铁的长度方向，磁化数据的计算通过以下情况确定：根据传感器的磁感应强度分布，在垂直于旋转位移行...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜玉良，严子光，杜非蔓，
申请(专利权)人：深圳市信威电子有限公司，
类型：发明
国别省市：