[实用新型]一种基于平行磁场的角度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种角度传感器，特别是一种采用永磁平行磁场进行角度测量的角度传感器。

背景技术

近年来，永磁同步电机的应用越来越广泛，特别是在电动汽车领域内的应用。在电动车的应用中，永磁同步电机的角度控制精度要求相比于伺服控制系统低很多，但是对成本的要求却高得多。在伺服控制系统中常用的转子角度传感器为光电码盘和旋转变压器，但两者的成本都较高。本发明采用测量平行磁场角度的方式测量角度，大幅的降低了成本。

发明内容

1）解决的技术问题

为进一步降低永磁同步电机角度传感器的成本，本发明设计了一种线性磁编码角度传感器。

2）技术方案

本发明提出了一种基于平行磁场的角度传感器，其基本原理是利用永磁体构造出一个平行磁场，该平行磁场随转轴一起旋转，通过测量平行磁场两个相互垂直的分量来确定平行磁场的旋转角度，从而得到转轴的角度。

其结构包括永磁体以及由永磁构成的平行磁场，永磁体固定于旋转轴端部，永磁体及及由永磁构成的平行磁场随转轴旋转，平行磁场的磁力线垂直于旋转轴；用于测量该平行磁场磁场强度的两个传感器，这两个传感器测量的磁场的磁力线方向相互垂直，这两个传感器固定于非旋转侧，不随转轴旋转。用于测量该平行磁场磁场强度的两个传感器为霍尔效应元件，这两个霍尔效应元件焊接在一块印刷电路板上。用于测量该平行磁场磁场强度的两个传感器为霍尔效应元件，采用一非导磁材料制作的模具，该模具将霍尔效应元件套在里面，将两个霍尔效应元件固定住，并保持两个霍尔效应元件相互垂直。用于测量该平行磁场磁场强度的两个传感器紧靠在一起。平行磁场由两部分永磁体形成，平行磁场的磁力线从一部分永磁体出来，进入另一部永磁体，这两部分永磁体相互平行。为进一步保证加工的便利性及平行磁场的均匀性，也可以这样设计：平行磁场由两部分永磁体形成，两部分永磁体平行放置,平行磁场位于两部分永磁体之间，在两部分永磁体内侧各有一片导磁片紧贴着两部分永磁体放置，平行磁场的磁力线从一部分永磁体出来，经过导磁片，进入气隙，经过另一片导磁片，进入另一部永磁体。为了将永磁体及平行磁场固定住，永磁体放置于一非导磁材料做成的部件中，该部件将永磁体固定住，形成一个整体，并整体固定于于旋转轴的端部，随旋转轴一起旋转。固定永磁的部件的上开有两个凹槽，两部分永磁体分别插入凹槽中。采用胶粘将永磁体固定于凹槽内。永磁体为铁氧体材料。

3）有益效果

本发明中采用平行磁场及霍尔元件进行角度测量，大幅降低了成本，并且精度较高。

附图说明

图1：1-平行磁场，2-一部分永磁体，3-另一部分永磁体，4-磁场强度传感器，5-磁场强度传感器。图2：4-霍尔效应元件，5-霍尔效应元件，6-印刷电路板。

图3：4-霍尔效应元件，5-霍尔效应元件，6-印刷电路板，12-固定霍尔元件的模具。

图4：7-导磁片，8-导磁片，9-固定永磁体的部件。

图5：9-固定永磁体的部件，10-凹槽，11-凹槽。

具体实施方式

本发明提出了一种基于平行磁场的角度传感器，包括永磁体2、3以及由永磁构成的平行磁场1，永磁体2、3固定于旋转轴端部，永磁体2、3及及由永磁构成的平行磁场1随转轴旋转，平行磁场1的磁力线垂直于旋转轴；用于测量该平行磁场1磁场强度的两个传感器4、5，这两个传感器4、5测量的磁场的磁力线方向相互垂直，这两个传感器4、5固定于非旋转侧，不随转轴旋转。用于测量该平行磁场1磁场强度的两个传感器4、5为霍尔效应元件，这两个霍尔效应元件4、5焊接在一块印刷电路板6上。用于测量该平行磁场1磁场强度的两个传感器4、5为霍尔效应元件，采用一非导磁材料制作的模具12，该模具12将霍尔效应元件4、5套在里面，将两个霍尔效应元件4、5固定住，并保持两个霍尔效应元件4、5相互垂直。用于测量该平行磁场1磁场强度的两个传感器4、5紧靠在一起。平行磁场1由两部分永磁体2、3形成，平行磁场1的磁力线从一部分永磁体2出来，进入另一部永磁体3，这两部分永磁体2、3相互平行。为进一步保证加工的便利性及平行磁场1的均匀性，也可以这样设计：平行磁场1由两部分永磁体2、3形成，两部分永磁体2、3平行放置，平行磁场1位于两部分永磁体2、3之间，在两部分永磁体2、3内侧各有一片导磁片7、8紧贴着两部分永磁体2、3放置，平行磁场1的磁力线从一部分永磁体2出来，经过导磁片8，进入气隙，经过另一片导磁片7，进入另一部永磁体3。为了将永磁体2、3及平行磁场1固定住，将永磁体2、3放置于一非导磁材料做成的部件9中，该部件9将永磁体2、3固定住，形成一个整体，并整体固定于于旋转轴的端部，随旋转轴一起旋转。固定永磁的部件9上开有两个凹槽10、11，两部分永磁体2、3分别插入凹槽10、11中。采用胶粘将永磁体2、3固定于凹槽10、11内。永磁体2、3为铁氧体材料。