一种风向传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风向传感器，包括风向标、传动部件、风向编码器及基座；所述风向编码器包括转动盘及套设在所述转动盘外侧的定位盘，所述转动盘与所述传动部件相连，随传动部件的旋转而转动，所述定位盘固定在所述基座上；所述转动盘外圆周上设置有至少两层磁钢体层，所述磁钢体层上下垂直排列，每层包括有若干个磁钢体；在所述定位盘的内圆周上、与所述磁钢体层相对应的位置处设置有感应元件层，所述感应元件层包括有若干个感应元件，所述感应元件输出端连接有测量电路；每层磁钢体层及与其对应的感应元件层构成风向传感器的编码盘。所述风向传感器基于电磁感应原理，能够降低传感器的加工精度，提高传感器的可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风向传感器，具体地说，是涉及一种基于电磁感应原 理进行编码的无触点式风向传感器，属于仪器仪表

技术介绍
风向传感器是用来测量大气风向的一种传感器，它主要应用于公路、机场、 码头和船舶的气象观测，为交通运输提供准确、可靠的气象信息，这些信息将 帮助相关人员确定最优的工作方案，从而保证人员和交通工具的安全。风向传感器一般包括风向标、传动部件及风向编码器，目前，公知的风向 传感器的风向编码方式分为无触点式和有触点式两种。无触点式风向传感器编码多为基于光电原理的格雷码形式，此类风向传感 器的风向编码器由发光管、光敏管和码盘组成，码盘设置在发光管和光敏管之 间，并固定在风向传感器风标的传动部件上，能够随风标转动而相对于发光管 和光敏管转动。传感器工作时，发光管产生光源，码盘上的栅格因为转动角度的不同而产生透光和遮光的作用。透光时，对应位置的光^:管输出高电平；遮光时，对应位置的光敏管输出低电平。通过对光敏管输出的高低电平进行组合 编码，传感器便能够输出一个即时的风向角。为使传感器能够正常有效地工作， 加工和装配时必须使发光管、光敏管和相对转动的码盘上的栅格保持严格同轴， 所以这种结构的传感器加工精度要求极高，其加工成本较高。此外，由于发光 管及光壽文管需要连接电源线及信号线，所以必须有线缆穿过传感器的转动部件 处，从而导致传感器的可靠性降低。触点式风向传感器多使用滑动电阻式，所采用的滑动电阻是一个非闭合的圆周结构。滑动电阻的触点固定在风向标的转动部件上，随风向标的转动而在 电阻上滑动。风向标的转角不同，测量电路所测得的电阻值不同，从而可得到 即时风向值。触点式风向传感器因为触点问题相对无触点式传感器寿命较短，可靠性较差，并且其测量范围无法达到360度全圓周。这类传感器也存在因转 动部件处需要固定电源线及信号线而导致传感器可靠性降低的问题。
技术实现思路
风向传感器，所述传感器基于电磁感应原理，能够降低传感器的加工精度，而 且提高了传感器的可靠性。为解决上述技术问题，本技术采用以下^^支术方案予以实现一种风向传感器，包括风向标、传动部件、风向编码器及基座，其特征在 于，所述风向编码器包括转动盘及套设在所述转动盘外侧的定位盘，所述转动 盘与所述传动部件相连，随传动部件的旋转而转动，所述定位盘固定在所述基 座上；所述转动盘外圓周上设置有至少两层石兹钢体层，所述磁钢体层上下垂直 排列，每层包括有若干个磁钢体；在所述定位盘的内圆周上、与所述磁钢体层 相对应的位置处设置有感应元件层，所述感应元件层包括有若干个感应元件， 所述感应元件输出端连接有测量电路；每层石兹钢体层及与其对应的感应元件层 构成风向传感器的编码盘。优选的，所述转动盘外边沿设置有三层石兹钢体层，在所述定位盘的内边沿 上、与所述每层磁钢体层相对应的位置处设置有感应元件层，所述磁钢体层和 所述感应元件层构成三层编码盘，所述三层编码盘上下垂直排列。根据本技术，当所述编码盘为三层时，在第一层编码盘中，第一层》兹 钢体层包括8个磁钢体，所述8个f兹钢体在所述转动盘外圆周上从所述风向标 的转角零度位置开始每隔45°设置一个，且每个^f兹钢体的长度与感应元件的长 度相适应；第一层感应元件层包括8个感应元件，所述8个感应元件在所述定位盘内圓周上从所述风向标的转角零度位置开始每隔5°设置一个；在第二层编码盘中，第二层^兹钢体层包括2个;兹钢体，所述2个;兹钢体在所述转动盘外圆周上从所述风向标的转角零度位置开始每隔180。设置一个，且每个磁钢体长度为所述转动盘圓周长度的1/8;第二层感应元件层包括4个感应元件，所述4个感应元件在所述定位盘内圓周上从所述风向标的转角零度位置开始每隔45°设置一个；在第三层编码盘中，第三层-兹钢体层包括l个磁钢体，所述f兹钢体设置在所述转动盘外圓周上的风向标的转角零度位置，且其长度为所述转动盘圓周长度的I/2;第三层感应元件层包括1个感应元件，所述感应元件设置在所述定位盘上的风向标的转角零度位置。根据本技术，具有上述三层编码盘的风向传感器的分辨率为5° 。 根据本技术，所述测量电路包括若干个编码芯片，所述编码芯片的输入端连接所述感应元件的输出端，所述编码芯片的输出端输出与风向——对应的二进制编码。才艮据本技术，所述感应元件为霍尔开关元件。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是1、 风向传感器基于电磁感应原理进行编码，结构简单。转动部件及转动盘 上没有任何电路，也没有需要供电的元件，因此不需要引出信号线及电源线， 提高了传感器的可靠性。2、 风向编码器中对磁钢体及感应元件的相对位置精度要求较低，对电磁元 件安装位置的加工及安装没有太高的同轴度精度要求，因此结构简单，加工精 度要求较低，降低传感器的加工成本和造价。3、 用来编码的感应元件和磁钢体按圆周方向及垂直方向分布，无横向分布， 能够缩小传感器尺寸，减小传感器体积，应用更加方便。附图说明图1为本技术风向传感器一个实施例的总体结构示意图； 图2为图1中风向编码器三层编码盘垂直分布的结构示意图； 图3为图2中第一层编码盘的结构示意图； 图4为图2中第二层编码盘的结构示意图； 图5为图2中第三层编码盘的结构示意图； 图6为图1中风向编码器的编码原理框图。务体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术风向传感器一个实施例的总体结构示意图，所述风向传 感器包括风向标l、传动部件2、风向编码器3及基座4。所述风向传感器在使 用时，大气流动能够使风向标1指向来风方向，风向标1的转动带动传动部件 2,传动部件3使风向编码器3的编码发生改变，而风向编码器3的编码唯一地 确定了风向角，从而给出风向信息。图2为图1中风向编码器3的结构示意图。所述风向编码器包括圆柱体转 动盘301及套设在所述转动盘301外侧的圆桶式定位盘302，所述转动盘301 与所述传动部件2相连，能够随传动部件的旋转而转动；所述定位盘〗02固定 在所述基座4上，定位不动，其0°编码位置与所述风向标1的转角零度位置 重合。所述转动盘301外圆周上设置有三层磁钢体层，每层包括有若干个磁钢 体；在所述定位盘302的内圓周上、与所述磁钢体层相对应的位置处设置有感 应元件层，所述感应元件层包括有若干个霍尔开关元件。每层磁钢体层及与其 对应的感应元件层构成了风向传感器的编码盘，如图2中虚线所示。所述编码 盘共有三层，三层编码盘垂直排列，自上而下分别为第一层编码盘3100、第二 层编码盘3200及第三层编码盘3300。图3、图4及图5分别示出了第一层编码盘3100、第二层编码盘3200及第 三层编码盘3300的结构。图3所示为第一层编码盘3100的结构示意图。如图所示，第一层编码盘包 括i殳置在所述转动盘301外圆周上的、由8个f兹钢体3111 3118组成的第一层 不兹钢体层，以及设置在所述定位盘302内圓周上、由8个霍尔开关元件 3121 3128构成的第一层感应元件层。8个》兹钢体3111~3118长度与感应元件 的长度相适应，每隔45°设置一个，且磁钢体3111设置在风向标的转角零度 位置处。8个霍尔开关元件3121 3128从所述定位盘302的0°位置、也即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风向传感器，包括风向标、传动部件、风向编码器及基座，其特征在于，所述风向编码器包括转动盘及套设在所述转动盘外侧的定位盘，所述转动盘与所述传动部件相连，随传动部件的旋转而转动，所述定位盘固定在所述基座上；所述转动盘外圆周上设置有至少两层磁钢体层，所述磁钢体层上下垂直排列，每层包括有若干个磁钢体；在所述定位盘的内圆周上、与所述磁钢体层相对应的位置处设置有感应元件层，所述感应元件层包括有若干个感应元件，所述感应元件输出端连接有测量电路；每层磁钢体层及与其对应的感应元件层构成风向传感器的编码盘。一种风向传感器，包括风向标、传动部件、风向编码器及基座，其特征在于，所述风向编码器包括转动盘及套设在所述转动盘外侧的定位盘，所述转动盘与所述传动部件相连，随传动部件的旋转而转动，所述定位盘固定在所述基座上；所述转动盘外圆周上设置有至少两层磁钢体层，所述磁钢体层上下垂直排列，每层包括有若干个磁钢体；在所述定位盘的内圆周上、与所述磁钢体层相对应的位置处设置有感应元件层，所述感应元件层包括有若干个感应元件，所述感应元件输出端连接有测量电路；每层磁钢体层及与其对应的感应元件层构成风向传感器的编码盘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于宏波，漆随平，刘涛，初伟先，王平，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]