一种磁阵列位置传感装置及其定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种传感装置及其定位方法，尤其是涉及一种磁阵列位置传感装置及其定位方法。磁阵列位置传感装置，包括包含有永磁体阵列１０１的永磁体装置１，以及与永磁体装置１相配合且包含有磁敏元件阵列２０１的磁敏元件装置２，该磁敏元件装置２固定在包含有距离测试装置３的主电路板７上，所述的磁敏元件阵列２０１通过固定装置４固定在该磁敏元件装置２上。本发明专利技术具有如下优点：１．磁采用独立的定位板，将磁敏元件焊接在定位板上，减小磁敏元件位置误差；２．重新设计磁体阵列单元宽度与磁敏元件间隔之间的关系，在保持系统精度不变的条件下，扩大了磁敏元件之间的间距，减少磁敏元件使用量，降低装置成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感装置及其定位方法，尤其是涉及。
技术介绍
在一个物体上安装具有永磁体阵列，在另一个物体上安装具有磁敏元件阵列及电 路，磁敏元件阵列接收永磁体阵列的周期磁场并进行信号处理从而测量两物体相对位移的 技术应用十分广泛。这类装置具有无磨损、抗恶劣环境、响应速度快等优点，且测量精度高， 并已制成专用的集成电路如HLA32，电路具有32路霍尔元件阵列，并采用单片机对霍尔元 件的输出信号进行扫描，具有判断一列8块永磁体的位置的实例，在长距离情况下进行分 段依次上电扫描判断永磁体的位置。专利技术专利“位置编码式磁性位移传感器” CN1309282A 引入了编码，永磁体阵列中各单元宽度在士 1/7 士 1/9之间变化，磁敏元件阵列中各元件 之间的间距在士 1/11 士 1/13之间变化，当永磁体阵列位于磁敏元件阵列不同位置时，磁 敏感元件之间取出的差分信号序列不同，其数目由永磁体阵列单元与磁敏元件阵列单元的 排列组合决定。专利技术专利“数字化接近传感器”CN2615636Y中，也采用永磁体阵列和磁敏元 件阵列，为了进行长距离测量，该专利也采用了分段依次上电扫描，判断永磁体的位置，并 具有相应的位置编码器产品。专利技术专利“磁性位置传感装置及其定位方法”申请号200810047448. 3采用了并口 传输数据维持数据高速传输，以级联方式进行磁敏元件阵列扩展，发展采用I2C方式增加 了主控电路控制的磁敏元件数量；采用单片机级联能够一步选定磁敏元件组提高了扫描速 度；采用一种正交定位法对模拟型磁敏元件提高测试精度，对开关型磁敏元件提高运算速 度。但此装置中磁铁的磁场均勻性比较差；磁敏元件定位存在误差；在定位方法中，当磁敏 元件间隔增大时，会导致测量精度下降；另一方面，磁敏元件之间间距小，导致磁敏元件使 用量多，成本增大；最后，由于存在小数确定的中间过程，导致定位速度过慢。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有技术所存在的磁铁的磁场均勻性比较差，磁敏元件定位存在 误差；在定位方法中，当磁敏元件间隔增大时，会导致测量精度下降等的技术问题，提供一 种磁场均勻性好，磁敏元件定位基本不存在误差，当磁敏元件间隔增大时，不会导致测量精 度下降的磁阵列位置传感装置及其定位方法。本专利技术再有一目的是解决现有技术所存在的磁敏元件之间间距小，导致磁敏元件 使用量多，成本增大等的技术问题，提供一种磁敏元件之间间距大，磁敏元件使用量小，成 本小的磁阵列位置传感装置及其定位方法。本专利技术还有一目的是解决现有技术所存在的由于存在小数确定的中间过程，导致 定位速度过慢等的技术问题，提供一种不存在小数确定的中间过程，定位速度较高的磁阵 列位置传感装置及其定位方法。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的磁阵列位置传感装置，包括包含有永磁体阵列的永磁体装置，以及与永磁体装置 相配合且包含有磁敏元件阵列的磁敏元件装置，该磁敏元件装置固定在包含有距离测试装 置的主电路板上，其特征在于，所述的磁敏元件阵列通过固定装置固定在该磁敏元件装置 上。在上述的磁阵列位置传感装置，上述磁敏元件阵列通过固定装置固定在主电路板 上。在上述的磁阵列位置传感装置，所述的永磁体阵列由若干平行排列的永磁体单元 构成。在上述的磁阵列位置传感装置，所述的磁敏元件阵列由若干平行排列的磁敏元件 构成。 在上述的磁阵列位置传感装置，所述的固定装置包括固定板，上述若干磁敏元件 的插针穿过固定板与上述主电路板相连。在上述的磁阵列位置传感装置，所述的固定板内还设有若干贯通孔，上述磁敏元 件的插针穿过贯通孔与上述主电路板相连。D 土δ在上述的磁阵列位置传感装置，所述的永磁体单元宽度为——所述永磁体阵列所含的永磁体单元数大于y磁敏元件阵列中磁敏元件个数大于或者等于一 在永磁体阵列两端，在磁敏元件阵列的磁场接收线及接收方向上，大于磁敏元件动作阈值的磁场分 量的延伸范围大于磁敏元件之间的间距D，其中，D为磁敏元件之间的间距，6为传感分辨 率，η为磁敏元件间距放大倍数。在上述的磁阵列位置传感装置，所述的永磁体单元由N极永磁块和填充材料组成 或者由极性交错排列的永磁块和填充材料组成，所述的磁敏元件是模拟型或者开关型。所述的距离测试装置包括分别与DSP数字信号处理器连接的缓冲器，DSP数字信 号处理器内部具有距离计算器，缓冲器连接单片机，单片机连接上述磁敏元件阵列，该磁敏 元件阵列还与DSP数字信号处理器连接。一种用于上述磁阵列传感装置的定位方法，用于磁敏元件，其定位步骤为a、DSP数字信号处理器通过缓冲器及单片机使磁敏元件阵列指定的一组磁敏元件 上电；b、DSP数字信号处理器对上电后的磁敏元件阵列信号进行采样得到位信号序列， 以该位信号序列的第一个位所对应的磁敏元件阵列中的位置作为待测位置的整数值；c、DSP数字信号处理器从所述位信号序列的中段按顺序截取的M个位组成新的位Σ)± 信号序列，其中M其中，D为磁敏元件之间的间距，6为传感分辨率，η为磁敏元件M= η ，间距放大倍数。d、以所述新的位信号序列作为输入参数，通过距离计算器计算待测位置的小数值 并由距离计算器输出由步骤b的整数值以及本步骤小数值构成的距离值。因此，本专利技术具有如下优点1.磁采用独立的定位板，将磁敏元件焊接在定位板上，减小磁敏元件位置误差；2.采用凹凸式的永磁体阵列、磁敏元件阵列安装结构，两排磁铁相对排列的方式增强了磁场强度和均勻性，提高系统定位精度；3.重新设计磁体阵列单 元宽度与磁敏元件间隔之间的关系，在保持系统精度不变的条件下，扩大了磁敏元件之间 的间距，减少磁敏元件使用量，降低装置成本；4.通过查表直接得到待测位置小数值，免去 所有定位计算的中间过程，使定位速度最大限度提高。附图说明图1是本专利技术的一种立体图；图2是图1中的永磁体分布图及电路原理图；图3是图1中的固定板的贯通孔示意图；图4是图1中的固定板连接及磁敏元件阵列结构图；图5是图1中的主电路板之间连接示意具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。图中， 永磁体装置1、永磁体阵列101、永磁体单元102、凹形槽103、永磁体装置本体104、磁敏元件 装置2、磁敏元件阵列201、磁敏元件202、距离测试装置3、DSP数字信号处理器301、缓冲器 302、距离计算器303、单片机304、输出端口 305、固定装置4、固定板5、贯通孔6、主电路板 7、电阻701、PNP三极管702、插针电路板8。实施例磁阵列位置传感装置，包括包含有永磁体阵列101的永磁体装置1，以及与永磁体 装置1相配合且包含有磁敏元件阵列201的磁敏元件装置2，该磁敏元件装置2固定在包含 有距离测试装置3的主电路板7上，磁敏元件阵列201通过固定装置4固定在该磁敏元件 装置2上。磁敏元件阵列201通过固定装置4固定在主电路板7上。固定装置4包括固定 板5，上述若干磁敏元件202的插针穿过固定板5与上述主电路板7相连。固定板5内还设 有若干贯通孔6，上述磁敏元件202的插针穿过贯通孔6与上述主电路板7相连。在本实 施例中，固定板5由错位排列的两列PCB板组成。但也可以由一列PCB板组成。当固定板 5由一列PCB板组成时，固定板5与主电路板7错位安装，由主电路板7充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁阵列位置传感装置，包括包含有永磁体阵列（１０１）的永磁体装置（１），以及与永磁体装置（１）相配合且包含有磁敏元件阵列（２０１）的磁敏元件装置（２），该磁敏元件装置（２）固定在包含有距离测试装置（３）的主电路板（７）上，其特征在于，所述的磁敏元件阵列（２０１）通过固定装置（４）固定在该磁敏元件装置（２）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宜，
申请(专利权)人：曹宜，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]