一种霍尔式角位移测量装置制造方法及图纸

一种霍尔式角位移测量装置，其特征在于，包括：霍尔式角行程传感器，与阀门的阀杆或其它物体相连接，用于在阀门的阀杆或其它物体运动时，将角位移量转变成电信号，并将所述位置信号传输给主电路；主电路，用于接收所述霍尔式角行程传感器发送的所述位置信号，并对所述位置信号进行采样与信息处理，以便实现角位移位置数据的测量；根据权利要求1所述的角位移测量装置，其特征在于，所述霍尔式角行程传感器包括：磁钢构件，该结构体又由四部分组成：封装成同心放置的两个圆弧状条形永久磁钢，两个分别安装于上述磁钢端点处的“U”形导磁钢片，磁钢构件的外部是磁屏蔽层，加固与保护层用来保护与加固圆弧状条形磁钢；所述磁钢构件用于产生可进行角位移测量的磁场；霍尔探头，包括探头护层、霍尔元件及其附属电路、霍尔电路板组成，所述霍尔元件及其附属电路被焊接于霍尔附属电路的电路板上，所述霍尔电路板安装并密封于所述霍尔探头内，所述霍尔探头设置在所述磁钢构件内外两个圆弧状条形永久磁钢所在圆的半径之和二分之一的位置，且所属霍尔附属电路的输入输出端口与所述主电路相连接，用于将所述霍尔元件输出的所述模拟电压信号发送给所述主电路；固定连杆，当所述磁钢构件固定不动时，用于连接所述霍尔探头、霍尔式角行程传感器的转轴和运动物体，使霍尔探头绕着霍尔式角行程传感器的转轴随物体同步运动。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种霍尔式角位移测量装置，包括霍尔式角行程传感器、主电路、附属电路组成。霍尔式角行程传感器与阀杆或其他运动物体连接，将角位移量转变成电信号，并将该电信号传输至主电路，在主电路中完成信号采样和相关数据处理，通过附属电路中的反馈输出电路，将采集的角位移信号反馈输出至上位机。本专利技术克服了传统角行程测量装置中旋转式传感器存在的机械磨损大、滞后，易受外界震动影响、结构寿命低等缺点；同时还克服了目前霍尔角位移传感器存在的功耗大、以及由于非线性测量原理带来的计算复杂、精度低等缺点；还能实现位移数据的高精度稳定反馈输出。【专利说明】一种霍尔式角位移测量装置
本专利技术涉及电子技术、传感器技术、检测与控制
，更具体的说，尤其涉及一种霍尔式角位移测量装置。
技术介绍
物体转动角度即角行程的测量，是检测与控制
的重要内容之一。角行程测量装置广泛应用于工业生产中，尤其是过程控制工程领域。角行程测量装置的工作原理主要是:对物体转动一定角度时，角位移传感器中的敏感元件便会产生相应的电信号输出，对该信号进行实时采样和数据处理，便可以获取当前物体转动的角度；处理后的角行程数据，可以通过反馈电路传输至上位机。目前，在现有技术中的角行程测量装置、阀门定位器或者阀位变送器的角位移测量装置中，普遍采用的有两种结构: 其一，是“反馈连杆+齿轮组+旋转式电位器”机械结构，其中，反馈连杆与阀门的阀杆或其它运动物体连接在一起，并随着阀杆或其它物体的运动而围绕反馈连杆的另一端转动，该转动的角位移量，被传递给齿轮组件，并通过齿轮组件被放大若干倍，齿轮组带动与之相连接的旋转式电位器旋转一定的角度，通过电位器输出相应大小的电压信号，该电压信号输出至主电路进行信号的采样与数据处理。采用上述现有技术的接触式阀位检测装置，在测量过程中，位移传感器往往存在机械磨损、易受外界振动影响、精度低、结构寿命短等诸多缺点。其二，是目前霍尔式角位移测量装置，目前霍尔式角位移测量装置有两种方法。第一种是旋转磁性编码器，非连续式检测模式，不仅功耗较大，难以在4-20mA环路中使用，而且不能进行连续测量；第二种是利用非线性测量原理进行具体测量和计算。采用上述现有技术的霍尔式角位移测量装置，在测量过程中，或者功耗大、计算精度低，或由于利用非线性测量原理，导致不仅计算方式复杂，而且计算时间较长，应用于自动控制过程中，控制效果差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种霍尔式角位移线性测量装置，不仅能够克服现有接触式位移传感器存在的机械磨损大、机械滞后严重、易受外界振动影响、测量精度低、结构寿命低等缺点，而且能克服目前霍尔角位移传感器在角位移测量中功耗过大、非连续性测量或由于采用非线性测量原理，导致计算方式复杂、计算时间过长、计算精度低等缺点；同时，还能够经过行程变换，进行直行程测量，解决直行程霍尔传感器存在的测量过程中传感器行程不足的问题。本专利技术能够实现角位移的线性测量和测量数据的高精度反馈传输。本专利技术的技术方案如下: 本专利技术提供了一种霍尔式角位移测量装置，包括:霍尔式角行程传感器，与阀门的阀杆或其它物体相连接；用于在阀门的阀杆或其它物体运动时，将角位移量转变成电信号，并将所述角位移电信号传输给主电路； 主电路，用于接收所述霍尔式角行程传感器发送的所述角位移电信号，并对所述角位移电信号进行采样和数据处理，以便实现对当前角位移量的测量。进一步的，所述霍尔式角行程传感器包括: 磁钢构件，所述磁钢构件由四部分组成:同心放置的两个圆弧状条形永久磁钢，两个“U”形导磁钢片，磁屏蔽层，加固与保护层。其中，根据设计需求，将2条特殊材料和特定尺寸的磁钢，加工制作成具有同一圆心、不同半径的圆弧形状，且2条磁钢的弧度均为180度，且沿圆弧方向充磁；在同一平面上，将2条圆弧状条形磁钢同心放置，并将其中一条磁钢的N极与另一条磁钢的S极内外相对放置，且间隔一定距离；在所述圆弧状条形磁钢的两个端点处，各用一片高导磁率的“U”形导磁钢片将内外两个圆弧状条形磁钢连接，在2条圆弧状的条形磁钢之间形成一个特殊结构的磁场；在上述结构体的外部是磁屏蔽层。整个磁钢构件被封装成带有180度或360度弧度的圆环状沟槽的圆盘体。所述磁钢构件用于产生可进行角位移测量的磁场； 霍尔探头，所述霍尔探头设置在所述两个圆弧状条形永久磁钢之间，即2条磁钢所在圆的径之和二分之一的位置；所述霍尔探头备设计为一端密封的中空金属结构体，其外部圆滑呈圆柱状，顶部密封呈半球状，且内部中空，内部侧壁带有固定沟槽，用于固定所述霍尔附属电路的电路板；所述霍尔探头的底部带有橡胶密封圈和连接法兰，并通过螺栓与所述角位移测量装置的本体或固定连杆连接固定。所属霍尔探头用于安装和保护所述霍尔元件及其附属电路和霍尔电路板； 霍尔元件及其附属电路，安装并密封于所述霍尔探头内，且所述霍尔元件被焊接于是所述霍尔附属电路的电路板上，所属霍尔附属电路的输入输出端口与所述主电路相连接；用于将所述霍尔元件输出的所述模拟电压信号发送给所述主电路； 固定连杆，当所述磁钢构件与角位移测量装置本体固定时，用于连接所述霍尔探头、所述霍尔式角行程传感器转轴和所述运动物体，使霍尔探头绕着转轴随着运动物体同步运动。进一步的，所述霍尔式角位移测量装置还可以包括: 反馈输出电路，所述反馈输出电路通过接口电路与所述主电路和上位机连接；用于将所述主电路输出的角位移量测量数据以总线的方式，采用有线传输电路或无线传输电路发送给上位机。进一步的，所述有线传输电路包括:开关光耦，触发整形电路，D/A转换器，模拟电压放大器，电流放大器以及电流负反馈电路； 其中，所述开关光耦的信号输入端与所述主电路的信号输出端相连接，所述开关光耦的信号输出端与触发整形电路的信号输入端相连；所述触发整形电路的信号输出端与D/A转换器的信号输入端相连；所述D/A转换器的信号输出端与模拟电压放大器的信号输入端相连；所述模拟电压放大器的信号输出端与电流放大器的信号输入端相连接；所述电流放大器的信号输出端与电流负反馈电路的信号输入端相连接；所述电流负反馈电路的信号输出端与模拟电压放大器的信号输入端相连接。进一步的，将所述主电路输出的测量数据以总线的方式发送给所述上位机，包括: 将所述测量数据以4-20mA，0-20mA或者HART总线等方式，通过有线传输电路或无线传输电路发送给上位机。进一步的，所述测量装置还可以包括: 按键与液晶电路，所述按键与液晶电路通过接口与所述主电路连接，用于设定、修改软件的参数，或者，用于调取角位移数据等信息进行显示。本专利技术技术方案的实现， 不仅能够克服现有接触式角位移传感器存在的机械磨损大、机械滞后严重、易受外界振动影响、测量精度低、结构寿命低等缺点，而且能克服目前霍尔式角位移传感器在角位移测量中，或者由于应用旋转磁性编码器，而导致的测量中功耗过大、非连续性测量；或者由于采用非线性测量原理，导致具体计算方式复杂、计算时间过长、计算精度低等缺点。同时，还能够解决直行程霍尔位移传感器存在的测量过程中传感器行程不足的问题。能够实现角位移的线性测量和角位移数据的高精度反馈传输。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔式角位移测量装置，其特征在于，包括：霍尔式角行程传感器，与阀门的阀杆或其它物体相连接，用于在阀门的阀杆或其它物体运动时，将角位移量转变成电信号，并将所述位置信号传输给主电路；主电路，用于接收所述霍尔式角行程传感器发送的所述位置信号，并对所述位置信号进行采样与信息处理，以便实现角位移位置数据的测量；根据权利要求1所述的角位移测量装置，其特征在于，所述霍尔式角行程传感器包括：磁钢构件，该结构体又由四部分组成：封装成同心放置的两个圆弧状条形永久磁钢，两个分别安装于上述磁钢端点处的“U”形导磁钢片，磁钢构件的外部是磁屏蔽层，加固与保护层用来保护与加固圆弧状条形磁钢；所述磁钢构件用于产生可进行角位移测量的磁场；霍尔探头，包括探头护层、霍尔元件及其附属电路、霍尔电路板组成，所述霍尔元件及其附属电路被焊接于霍尔附属电路的电路板上，所述霍尔电路板安装并密封于所述霍尔探头内，所述霍尔探头设置在所述磁钢构件内外两个圆弧状条形永久磁钢所在圆的半径之和二分之一的位置，且所属霍尔附属电路的输入输出端口与所述主电路相连接，用于将所述霍尔元件输出的所述模拟电压信号发送给所述主电路；固定连杆，当所述磁钢构件固定不动时，用于连接所述霍尔探头、霍尔式角行程传感器的转轴和运动物体，使霍尔探头绕着霍尔式角行程传感器的转轴随物体同步运动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：蔡明，
类型：发明
国别省市：