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CN109682988A - 一种正交速度和方向传感器 - Google Patents

一种正交速度和方向传感器 Download PDF

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CN109682988A
CN109682988A CN201811642013.3A CN201811642013A CN109682988A CN 109682988 A CN109682988 A CN 109682988A CN 201811642013 A CN201811642013 A CN 201811642013A CN 109682988 A CN109682988 A CN 109682988A
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CN
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bracket
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wheel
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CN201811642013.3A
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白宇
陈康乐
李奎阳
吴求玉
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Shanghai Jingchuan Electronic Technology Co Ltd
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Shanghai Jingchuan Electronic Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种正交速度和方向传感器，包括线束组件和内径呈台阶状且逐渐变小的本体件，所述本体件内径最小的一端为小径端、内径最大的一端为大径端，所述线束组件的导线端由本体件的大径端至小径端贯穿设置，本体件的小径端靠近输入轮设置；所述本体件的小径端设置有支架，所述支架上固定有PCBA板，支架在靠近输入轮的位置处设置有磁钢；所述磁钢与输入轮之间设置有双路霍尔芯片，所述双路霍尔芯片的针脚和线束组件的导线均焊接在PCBA板上。本发明相对输入轮有多个安装方向，适应性好，且提升了传感器的工作性能。

Description

一种正交速度和方向传感器
技术领域
本发明属于传感器电子技术领域，具体地讲涉及一种正交速度和方向传感器。
背景技术
正交速度和方向传感器为双差分霍尔传感器，输出相位差90°±20°的方波信号，由输入轮旋转方向和超前/迟滞的相位，得出主轴速度与方向信息。产品设计用于大气隙、高分辨率和宽频率应用范围(1Hz至15kHz)。霍尔效应技术采用了先进的数字信号处理技术进行动态偏移消除，在绝大多数条件中均可提供增强的空气间隙性能和相位差精度。
现有的速度和方向传感器，只能固定一个与输入轮对应的安装方向，才能起到方向和速度的检测，安装精度要求高、适用范围小。
发明内容
根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种正交速度和方向传感器，其相对输入轮有多个安装方向，适应性好，且提升了传感器的工作性能。
本发明采用以下技术方案：
一种正交速度和方向传感器，包括线束组件和内壁呈台阶状且内径逐渐变小的本体件，所述本体件内径最小的一端为小径端、内径最大的一端为大径端，所述线束组件的导线端由本体件的大径端至小径端贯穿设置，本体件的小径端靠近输入轮设置；所述本体件的小径端设置有支架，所述支架上固定有PCBA板，支架在靠近输入轮的位置处设置有磁钢；所述磁钢与输入轮之间设置有双路霍尔芯片，所述双路霍尔芯片的针脚和线束组件的导线均焊接在PCBA板上。
优选的，所述线束组件的导线端卡设在本体件的小径端的内腔中，所述线束组件在本体件的大径端的位置处套设有护线塞，所述护线塞卡接在本体件的大径端的开口处。
进一步优选的，所述支架呈弧面状，所述PCBA板架设在支架的弧面的凹面处；所述支架与PCBA板之间设置有灌封胶。
更进一步优选的，所述本体件的小径端套设有护壳，所述护壳为柱状，且护壳的一端设有开口；所述护壳的开口卡接在本体件的小径端；所述支架、PCBA板、磁钢、双路霍尔芯片均设置在护壳内。
更进一步优选的，所述本体件在与护线塞相应的外围位置处设置有卡槽，所述卡槽内卡设有密封圈。
更进一步优选的，所述本体件的大径端的端头处设置有用于定位的支撑嵌套。
更进一步优选的，所述双路霍尔芯片包括直线排列的感应晶元Ⅰ、感应晶元Ⅱ和感应晶元Ⅲ；所述感应晶元Ⅰ、感应晶元Ⅱ和感应晶元Ⅲ三者所在的直线与输入轮的轴向呈45°夹角。
更进一步优选的，所述感应晶元Ⅰ与感应晶元Ⅱ、感应晶元Ⅱ与感应晶元Ⅲ之间的间距相等。
本发明的有益效果在于：
1)本发明包括线束组件、本体件、支架、PCBA板、磁钢和双路霍尔芯片，所述双路霍尔芯片包括直线排列的感应晶元Ⅰ、感应晶元Ⅱ和感应晶元Ⅲ；所述感应晶元Ⅰ、感应晶元Ⅱ和感应晶元Ⅲ所在的直线与输入轮的厚度方向呈45°夹角，即双路霍尔芯片相对于输入轮有四种位置设置，在安装过程中，传感器的安装位置的选择性比较强，适应性较好。
2)本发明的支架呈弧面状，所述PCBA板架设在支架的弧面的开口位置处，所述支架与PCBA板之间设置有灌封胶；所述本体件的小径端套设有护壳，所述护壳为柱状，且护壳的一端设有开口；所述护壳的开口卡接在本体件的小径端；所述支架、PCBA板、磁钢、双路霍尔芯片均设置在护壳内；所述支架、灌封胶以及护壳的设置，使得内部的PCBA板以及双路霍尔芯片的位置比较固定，很大程度上减小了工作过程中的错位，提升了传感器的工作性能。
附图说明
图1为本发明的传感器的结构局部剖视图。
图2a为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第一种状态的左视图。
图2b为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第一种状态的示意图。
图2c为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第一种状态的正视图。
图3a为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第二种状态的左视图。
图3b为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第二种状态的示意图。
图3c为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第二种状态的正视图。
图4a为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第三种状态的左视图。
图4b为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第三种状态的示意图。
图4c为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第三种状态的正视图。
图5a为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第四种状态的左视图。
图5b为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第四种状态的示意图。
图5c为本发明的双路霍尔芯片与输入轮的位置设置的第四种状态的正视图。
附图标记：1-线束组件，2-本体件，3-支架，4-PCBA板，5-磁钢，6-双路霍尔芯片，7-护线塞，8-灌封胶，9-护壳，10-密封圈，11-卡槽，12-支撑嵌套，13-输入轮，E1-感应晶元Ⅰ，E2-感应晶元Ⅱ，E3-感应晶元Ⅲ。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种正交速度和方向传感器，包括线束组件1和内壁呈台阶状且内径逐渐变小的本体件2，所述本体件2内径最小的一端为小径端、内径最大的一端为大径端，所述线束组件1的导线端由本体件2的大径端至小径端贯穿设置，本体件2的小径端靠近输入轮13设置；所述本体件2的小径端设置有支架3，所述支架3上固定有PCBA板4，支架3在靠近输入轮13的位置处设置有磁钢5；所述磁钢5与输入轮13之间设置有双路霍尔芯片6，所述双路霍尔芯片6的针脚和线束组件1的导线均焊接在PCBA板4上。
所述线束组件1的导线端卡设在本体件2的小径端的内腔中，所述线束组件1在本体件2的大径端的位置处套设有护线塞7，所述护线塞7卡接在本体件2的大径端的开口处。
所述支架3呈弧面状，所述PCBA板4架设在支架3的弧面的凹面处；所述支架3与PCBA板4之间设置有灌封胶8。
所述本体件2的小径端套设有护壳9，所述护壳9为柱状，且护壳9的一端设有开口；所述护壳9的开口卡接在本体件2的小径端；所述支架3、PCBA板4、磁钢5、双路霍尔芯片6均设置在护壳9内。
所述本体件2在与护线塞7相应的外围位置处设置有卡槽11，所述卡槽11内卡设有密封圈10。
所述本体件2的大径端的端头处设置有用于定位的支撑嵌套12。
所述双路霍尔芯片6包括直线排列的感应晶元ⅠE1、感应晶元ⅡE2和感应晶元ⅢE3；所述感应晶元ⅠE1、感应晶元ⅡE2和感应晶元ⅢE3所在的直线与输入轮13的厚度方向呈45°夹角。
具体的，双路霍尔芯片6相对输入轮13的位置设置有四种状态，所述感应晶元ⅠE1、感应晶元ⅡE2和感应晶元ⅢE3所在的直线与输入轮13的轴向的夹角α为45°。
如图2a、图2b、图2c所示，为双路霍尔芯片6与输入轮13的位置设置的第一种状态；图3a、图3b、图3c，为双路霍尔芯片6与输入轮13的位置设置的第二种状态；图4a、图4b、图4c，为双路霍尔芯片6与输入轮13的位置设置的第三种状态；图5a、图5b、图5c，为双路霍尔芯片6与输入轮13的位置设置的第四种状态。
所述感应晶元ⅠE1与感应晶元ⅡE2之间的直线距离为D1，感应晶元ⅡE2与感应晶元ⅢE3之间的直线距离为D2；
所述感应晶元ⅠE1与感应晶元ⅡE2之间的垂直距离为S1，感应晶元ⅡE2与感应晶元ⅢE3之间的垂直距离为S2；
如图2b、图3b所示位置，S1＝D1×sinα,S2＝D2×sinα；
如图4b、图5b所示位置，S1＝D1×sinα,S2＝D2×sinα；
所述感应晶元ⅠE1与感应晶元ⅡE2之间的直线距离为D1等于感应晶元ⅡE2与感应晶元ⅢE3之间的直线距离为D2，所以，如图2b、图3b、图4b、图5b中所有的S1＝S2。
即双路霍尔芯片6相对输入轮13的位置设置为所述四种状态时，输出波形相位差均为90°。
当输入轮13转动，传感器磁钢5通过双路霍尔芯片6的磁场强度会发生变化，双路霍尔芯片6将磁场变化转换为交变电信号，PCBA板4会将交变电信号调整和放大，通过线束组件1输出占空比50％±10％、相位差90°±20°的双路差分矩形脉冲信号。
综上所述，本发明提供了一种正交速度和方向传感器，其相对输入轮有多个安装方向，适应性好，且提升了传感器的工作性能。

Claims (8)

1.一种正交速度和方向传感器，其特征在于：包括线束组件(1)和内壁呈台阶状且内径逐渐变小的本体件(2)，所述本体件(2)内径最小的一端为小径端、内径最大的一端为大径端，所述线束组件(1)的导线端由本体件(2)的大径端至小径端贯穿设置，本体件(2)的小径端靠近输入轮(13)设置；所述本体件(2)的小径端设置有支架(3)，所述支架(3)上固定有PCBA板(4)，支架(3)在靠近输入轮(13)的位置处设置有磁钢(5)；所述磁钢(5)与输入轮(13)之间设置有双路霍尔芯片(6)，所述双路霍尔芯片(6)的针脚和线束组件(1)的导线均焊接在PCBA板(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述线束组件(1)的导线端卡设在本体件(2)的小径端的内腔中，所述线束组件(1)在本体件(2)的大径端的位置处套设有护线塞(7)，所述护线塞(7)卡接在本体件(2)的大径端的开口处。
3.根据权利要求2所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述支架(3)呈弧面状，所述PCBA板(4)架设在支架(3)的弧面的凹面处；所述支架(3)与PCBA板(4)之间设置有灌封胶(8)。
4.根据权利要求3所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述本体件(2)的小径端套设有护壳(9)，所述护壳(9)为柱状，且护壳(9)的一端设有开口；所述护壳(9)的开口卡接在本体件(2)的小径端；所述支架(3)、PCBA板(4)、磁钢(5)、双路霍尔芯片(6)均设置在护壳(9)内。
5.根据权利要求4所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述本体件(2)在与护线塞(7)相应的外围位置处设置有卡槽(11)，所述卡槽(11)内卡设有密封圈(10)。
6.根据权利要求5所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述本体件(2)的大径端的端头处设置有用于定位的支撑嵌套(12)。
7.根据权利要求1所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述双路霍尔芯片(6)包括直线排列的感应晶元Ⅰ(E1)、感应晶元Ⅱ(E2)和感应晶元Ⅲ(E3)；所述感应晶元Ⅰ(E1)、感应晶元Ⅱ(E2)和感应晶元Ⅲ(E3)三者所在的直线与输入轮(13)的轴向呈45°夹角。
8.根据权利要求7所述的一种正交速度和方向传感器，其特征在于：所述感应晶元Ⅰ(E1)与感应晶元Ⅱ(E2)、感应晶元Ⅱ(E2)与感应晶元Ⅲ(E3)之间的间距相等。
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