一種霍爾角度傳感器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種霍爾角度傳感器，包括傳感器殼體、轉軸和PCB電路板，相對于所述傳感器殼體固定的霍爾感應芯片焊接在PCB電路板上，PCB板采用電磁兼容設計，芯片感應平面上的靈敏度軸垂直于所述轉軸，并沿轉軸方向與磁鋼之間相隔有一預定距離，芯片中心與轉軸軸線呈一定夾角，用于感應極柱磁鋼繞轉軸旋轉時的磁場變化產生感應信號。本實用新型專利技術的霍爾角度傳感器，利用霍爾效應磁敏技術的主要優點，克服現有接觸及非接觸式位移傳感器中的技術缺陷，并具有功耗低、輸出信號多樣、穩定，從而降低了角度檢測系統的成本。它可方便地與模擬或數字電路相集成。該傳感器在使用環境和使用壽命等方面有了成功的改善。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種角度傳感器，具體涉及一種在工業自動化領域里用于測量、反饋物體角度位置的霍爾角度傳感器。
技術介紹
用于角度測量的傳感器種類繁多，在工業自動化領域中應用十分廣泛，而霍爾角度傳感器主要用于直流無刷電機的旋轉位置控制器、起重機械、X-Y記錄儀以及智能化電動執行機構的測控領域。對物體位移進行非接觸測量是目前位移測量技術的重要發展方向之一，這是由于非接觸測量方法具有高速、不接觸被測物體等優點。傳統的接觸式位移傳感器(譬如電位器式位移傳感器)，它通過電位器電刷在電阻體表面移動，將機械位移轉換成與之成線性或一定函數關系的電阻或電壓輸出。非接觸式位移傳感器種類繁多，如時柵位移傳感器、位移差分傳感器、容柵位移傳感器、電感式位移傳感器等，這些傳感器的精度雖高，但體積大、結構復雜、成本較高，對被測物體運動速度還附加了限制條件，如必須運行平穩、無突變和相對低速等。
技術實現思路
針對現有技術存在的缺點和不足，本技術旨在提供一種霍爾角度傳感器，利用霍爾效應磁敏技術的主要優點，克服現有接觸及非接觸式位移傳感器中的技術缺陷，并具有功耗低、輸出信號多樣、穩定，從而降低了角度檢測系統的成本。它可方便地與模擬或數字電路相集成。該傳感器在使用環境和使用壽命等方面有了成功的改善。本技術為解決其技術問題所采用的技術方案為：一種霍爾角度傳感器，包括傳感器殼體、轉軸和PCB電路板，其特征在于，--所述轉軸的一端通過軸承支撐在傳感器殼體內，另一端位于所述傳感器殼體的外部，所述轉軸的位于傳感器殼體內的一端設有極柱磁鋼，位于傳感器殼體外部的另一端可接受外力矩作用，轉動轉軸時，所述極柱磁鋼跟隨轉軸旋轉；--所述PCB電路板固定在所述傳感器殼體內，其上集成有霍爾感應芯片和3PIN電氣插座，其中，所述霍爾感應芯片集成在所述PCB電路板的面向轉軸的一側，所述3PIN電氣插座集成在所述PCB電路板的另一側；--所述霍爾感應芯片的感應平面上的靈敏度軸垂直于所述轉軸，并沿轉軸方向與所述極柱磁鋼之間相隔有一預定距離，霍爾感應芯片中心與轉軸軸線呈一定夾角。優選地，所述傳感器殼體設有后端蓋，所述后端蓋固持在傳感器殼體上，二者的結合處用防水膠粘接密封。優選地，所述傳感器殼體的端面上設有三個按120°均布的安裝孔，安裝孔的位置垂直于中心線。優選地，所述PCB電路板通過一緊固件固定在所述傳感器殼體內。優選地，所述3PIN電氣插座集成安裝在PCB電路板上，3PIN電氣插座中的三個插針分別為正電源端、接地端以及信號輸出端。進一步地，所述3PIN電氣插座的三個插針伸出于所述傳感器殼體的后端蓋外部。優選地，所述轉軸通過雙軸承支撐在殼體內。優選地，所述傳感器殼體和轉軸均采用防磁和不導磁材料制成。進一步地，所述傳感器殼體為鋁制磁屏蔽殼體。優選地，所述霍爾感應芯片采用線性霍爾芯片進行角度的采集，所述霍爾感應芯片上設有集磁片IMC電路，能夠在單點感應到磁通量的所有3個分量。因此，可以得到360°的旋轉位置值，通過模擬量、脈沖寬度調制(PWM、)、串行協議(SPI)等多種輸出模式，輸出角度位置信號。本技術中，相對于所述傳感器殼體固定的霍爾感應芯片焊接在PCB電路板上，PCB板采用電磁兼容設計，芯片感應平面上的靈敏度軸垂直于所述轉軸，并沿轉軸方向與磁鋼之間相隔有一預定距離，芯片中心與轉軸軸線呈一定夾角，用于感應極柱磁鋼繞轉軸旋轉時的磁場變化產生感應信號。同現有技術相比，本技術的霍爾角度傳感器利用霍爾效應磁敏技術的主要優點，具有精密性能好、功率損耗小和成本低的優點；采用感應式非接觸測量，機械使用壽命相較傳統接觸式產品大大提高；可以實現360°的有效工作范圍，工作行程可選；提供模擬量、脈沖寬度調制和串行協議多種輸出模式，可以實現靈活的4段折線線性輸出。3PIN插座引出端結構，簡化殼體加工工藝，簡化電氣連接，增加可靠性。附圖說明圖1為本技術的霍爾角度傳感器結構的右視圖；圖2為本技術的霍爾角度傳感器結構的正視圖；圖3為本技術的霍爾角度傳感器結構內安裝孔的分布圖；圖4為本技術的霍爾角度傳感器中，極柱磁鋼與霍爾感應芯片空間位置示意圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本技術進一步詳細說明。需要說明的是，以下所述僅為本技術的較佳實施例，并不因此而限定本技術的保護范圍。如圖1至圖4所示，本技術的霍爾角度傳感器，包括傳感器殼體6、轉軸1和PCB電路板4，轉軸1的一端通過雙軸承7、8支撐在傳感器殼體6內，另一端位于傳感器殼體6的外部，轉軸1的位于傳感器殼體6內的一端設有極柱磁鋼2，位于傳感器殼體6外部的另一端可接受外力矩作用，轉動轉軸時，極柱磁鋼2跟隨轉軸1旋轉；PCB電路板4固定在傳感器殼體6內，其上集成有霍爾感應芯片3和3PIN電氣插座5，其中，霍爾感應芯片3集成在PCB電路板4的面向轉軸1的一側，3PIN電氣插座5集成在PCB電路板4的另一側；霍爾感應芯片3的感應平面上的靈敏度軸垂直于轉軸1，并沿轉軸方向與極柱磁鋼2之間相隔有一預定距離，霍爾感應芯片3中心與轉軸軸線呈一定夾角。傳感器殼體6為柱狀磁屏蔽結構，傳感器殼體6和轉軸1均采用防磁和不導磁材料；PCB電路板4通過固定螺絲9固定在傳感器殼體6內部；極柱磁鋼2鑲嵌在轉軸1一端；轉軸1通過軸承7、8與傳感器殼體1連接成一體，轉軸1帶極柱磁鋼2的一端置于傳感器殼體6內部；轉軸1與極柱磁鋼2的中心軸線與霍爾感應芯片3的中心垂直夾角為19.84°，間距為3.5mm；3PIN電氣插座5在傳感器殼體6內部與PCB電路板4錫焊連接，3個插針分別為正電源端、接地端以及信號輸出端；當轉軸1在外力矩的作用下，帶動極柱磁鋼2旋轉時，PCB電路板4上的霍爾芯片3感應到磁場的變化，輸出一位置信號，提供轉軸的位置。傳感器殼體6設有后端蓋10，后端蓋10固持在傳感器殼體6上，二者的結合處用防水膠粘接密封。傳感器殼體6端面設有三個按120°均布的安裝孔11，用于將傳感器安裝定位，安裝孔11的位置垂直于中心線且均布。以上所述僅為本技術的較佳實例而已，并不用以限制本技術，凡依本技術專利構思所述構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本技術專利的保護范圍內。本技術所屬
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本技術的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種霍爾角度傳感器，包括傳感器殼體、轉軸和PCB電路板，其特征在于，所述轉軸的一端通過軸承支撐在傳感器殼體內，另一端位于所述傳感器殼體的外部，所述轉軸的位于傳感器殼體內的一端設有極柱磁鋼，位于傳感器殼體外部的另一端可接受外力矩作用，轉動轉軸時，所述極柱磁鋼跟隨轉軸旋轉；所述PCB電路板固定在所述傳感器殼體內，其上集成有霍爾感應芯片和3PIN電氣插座，其中，所述霍爾感應芯片集成在所述PCB電路板的面向轉軸的一側，所述3PIN電氣插座集成在所述PCB電路板的另一側；所述霍爾感應芯片的感應平面上的靈敏度軸垂直于所述轉軸，并沿轉軸方向與所述極柱磁鋼之間相隔有一預定距離，霍爾感應芯片中心與轉軸軸線呈一定夾角。

【技術特征摘要】
1.一種霍爾角度傳感器，包括傳感器殼體、轉軸和PCB電路板，其特征在于，所述轉軸的一端通過軸承支撐在傳感器殼體內，另一端位于所述傳感器殼體的外部，所述轉軸的位于傳感器殼體內的一端設有極柱磁鋼，位于傳感器殼體外部的另一端可接受外力矩作用，轉動轉軸時，所述極柱磁鋼跟隨轉軸旋轉；所述PCB電路板固定在所述傳感器殼體內，其上集成有霍爾感應芯片和3PIN電氣插座，其中，所述霍爾感應芯片集成在所述PCB電路板的面向轉軸的一側，所述3PIN電氣插座集成在所述PCB電路板的另一側；所述霍爾感應芯片的感應平面上的靈敏度軸垂直于所述轉軸，并沿轉軸方向與所述極柱磁鋼之間相隔有一預定距離，霍爾感應芯片中心與轉軸軸線呈一定夾角。2.根據權利要求1所述的霍爾角度傳感器，其特征在于，所述傳感器殼體設有后端蓋，所述后端蓋固持在傳感器殼體上，二者的結合處用防水膠粘接密封。3.根據權利要求1所述的霍爾角度傳感器，其特征在于，所述傳感器殼體的端面上設有三個按120°均布的安裝孔，安...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳敏，
申請(專利權)人：宜春學院，
類型：新型
國別省市：江西;36