專利名稱：一種被磁化物體位移傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測磁場及其變化技術，具體地說明是一種被磁化物體位移傳感器，它使用霍爾器件實現位移檢測，用于檢測各種可被磁化的物體的位移的變化。
背景技術：
霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。目前，使用霍爾器件構成的位移傳感器都是霍爾器件的工作電流保持不變，使其在一個均勻的梯度磁場中移動，它輸出的霍爾電壓值大小只由它在該磁場中的位移來決定。圖1-1、1-2示出目前典型的2種產生梯度磁場的磁場系統與霍爾器件組成的位移傳感器的設置結構圖。其中圖1-1表現為磁場系統與霍爾器件之間的垂直方向移動結構；圖1-2表現為磁場系統與霍爾器件之間平行方向移動結構。將它們固定在被測系統上，可構成霍爾位移傳感器。采用此種霍爾位移傳感器要求在被測系統中構建一個磁場系統，并且使霍爾器件在一定的磁場范圍內移動。因此不同的被測系統需要構建不同磁場系統，使霍爾位移傳感器的通用性差、可重用性低，并且不利于批量生產、單個成本偏高。
實用新型內容本實用新型目的是提供一種通用性好、可重用性高，便于批量生產的被磁化物體位移傳感器。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案包括一磁場，為霍爾器件提供一個穩定的磁場環境，使線性霍爾器件能夠在其中正常工作；一霍爾器件，具有線性模擬電壓輸出，即其輸出電壓在一定的磁場強度內與磁場的強度成線性變化；且安裝在磁場中心位置即磁場強度最弱的區域(通過導線分別與電源和地相連，并輸出模擬電壓信號)，構成霍爾位移傳感器，安裝在被測系統上。
其中所述磁場可以為兩柱形結構磁性體，一端為N極、另一端為S極，線性霍爾器件置于兩柱形磁性體之間；最好置于兩柱形磁性體之間的中心區域；所述磁場還可以為一環形結構磁性體，一側為N極、另一側為S極，線性霍爾器件置于環形結構磁性體中心處。
本實用新型的工作原理所述兩種結構所產生穩定磁場的磁場系統與線性霍爾器件組成的位移傳感器結構固定在被測系統上，構成一個新型的霍爾位移傳感器。其原理是將線性霍爾器件分別固定于兩種結構產生的磁場中心位置，使霍爾器件與磁場系統構成一體(其磁場中心位置的磁場強度最弱)，當有其各種可被磁化的物體接近或遠離時，由于所述磁場在各種可被磁化的物體中產生磁化現象，從而在被磁化的物體中形成與之反向的磁場。因此中心位置處的磁場強度變化最大，霍爾器件的輸出電壓變化范圍也最大，檢測電路將最容易檢測到它的位移變化。
本實用新型具有如下優點采用本實用新型霍爾位移傳感器，實現了霍爾器件與磁場系統構成一體，它無需在被測系統中建一個磁場系統，霍爾器件不需要在一定的磁場范圍內移動。因此同一霍爾位移傳感器可以用在不同的被測系統中工作，而不需要構建不同磁場系統，使霍爾位移傳感器的通用性好、可重用性高，并且利于批量生產、單個成本低。
圖1-1是現有技術中產生梯度磁場的磁場系統示意圖(磁場系統與霍爾器件之間垂直方向移動結構)。
圖1-2是現有技術中產生梯度磁場的磁場系統示意圖(磁場系統與霍爾器件之間平行方向移動結構)。
圖2是本實用新型一個實施例的結構框圖。
圖3是本實用新型另一個實施例的實用原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步詳細說明。
本實用新型所述被磁化物體位移傳感器，如圖2所示，包括一磁場，由兩柱形結構磁性體構成，一端為N極、另一端為S極；一霍爾器件(本實施例采用芯片SS49E)，具有線性模擬電壓輸出，即其輸出電壓在一定的磁場強度內與磁場的強度成線性變化；且安裝在磁場中心位置即磁場強度最弱的區域，本實施例置于兩柱形磁性體之間，即兩柱形磁性體中心線之間中心線的中點；引出端有三1為供電電源輸入端，與直流電源(+3V-+6V)端相連接；2為模擬電壓信號輸出端，與不同系統的控制監測裝置模擬輸入端相連接；3為供電電源地端，與系統電源地端相連接。所構成霍爾位移傳感器，安裝在被測系統上。
該磁場系統實現了磁場結構中心位置的磁場強度最弱的設計要求，為霍爾器件提供一個穩定的磁場環境，使線性霍爾器件能夠在其中正常工作。線性霍爾器件，用于檢測所構成的磁場結構中心位置的磁場強度的變化，并將磁場強度變化轉化為線性變化的電壓輸出給控制監測裝置。這樣的位移傳感器的使用不需在被測系統中建一個磁場系統，霍爾器件也不需要在一定的磁場范圍內移動。
實施例2與實施例1不同之處在于如圖3所示，所述磁場為一環形結構磁性體，一側為N極、另一側為S極，線性霍爾器件置于環形結構磁性體中心處。本實施例中4為環形磁鋼，為霍爾器件提供一個穩定的磁場環境。線性霍爾器件亦采用芯片SS49E，它被固定于環形磁鋼4的中心位置，與環形磁鋼4構成一體，用于檢測其中心位置的磁場強度變化，并且將磁場強度的變化轉化為模擬電壓信號的形式，并將其輸出給控制監測裝置。線性霍爾器件的供電電源輸入端1與直流電源(+3V-+6V)端相連接；線性霍爾器件的供電電源地端3與系統電源地端相連接；線性霍爾器件的模擬電壓信號輸出端2與不同系統的控制監測裝置模擬輸入端相連接。
本實用新型的工作過程是當有各種可被磁化的物體相對環形磁鋼產生不同的位移變化時，固定于環形磁鋼中的線性霍爾器件將其檢測到的磁場強度的變化，并通過模擬電壓信號輸出端2以模擬電壓信號形式輸出給控制監測裝置。控制監測將根據不同的電壓信號得出物體與環形磁鋼之間的不同的位移變化值。
通過本實用新型霍爾位移傳感器，實現了霍爾器件與磁系統的一體化，為使用帶來的極大的便利。
權利要求1.一種被磁化物體位移傳感器，其特征在于包括一磁場，為霍爾器件提供一個穩定的磁場環境，使線性霍爾器件能夠在其中正常工作；一霍爾器件，具有線性模擬電壓輸出，即其輸出電壓在一定的磁場強度內與磁場的強度成線性變化；且安裝在磁場中心位置即磁場強度最弱的區域，構成一體化結構的霍爾位移傳感器，安裝在被測系統上。
2.按權利要求1所述被磁化物體位移傳感器，其特征在于所述磁場可以為兩柱形結構磁性體，一端為N極、另一端為S極，線性霍爾器件置于兩柱形磁性體之間。
3.按權利要求2所述被磁化物體位移傳感器，其特征在于最好置于兩柱形磁性體之間的中心區域。
4.按權利要求1所述被磁化物體位移傳感器，其特征在于所述磁場還可以為一環形結構磁性體，一側為N極、另一側為S極，線性霍爾器件置于環形結構磁性體中心處。
專利摘要本實用新型涉及使用霍爾器件實現位移檢測的結構設計，具體是一種被磁化物體位移傳感器，它將霍爾器件置于磁場中心位置即磁場強度最弱的區域，構成一體化結構，安裝在被測系統上；所述磁場可以為兩柱形結構磁性體構成，亦可以由環形結構磁性體構成，為霍爾器件提供一個穩定的磁場環境，使線性霍爾器件能夠在其中正常工作；所述霍爾器件具有良好線性模擬電壓輸出，即它的輸出電壓在一定的磁場強度內隨著磁場強度的變化進行線性變化。通過本實用新型結構的控制監測將根據不同的電壓信號得出所測物體之間的不同位移變化值。所構成的霍爾位移傳感器，實現了霍爾器件與磁系統的一體化，為使用、生產帶來的極大的便利。
文檔編號G01B7/02GK2819170SQ20052009276
公開日2006年9月20日 申請日期2005年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者楊志家, 趙雪峰 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所
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