[发明专利]一种新型角位移传感器

摘要

本发明涉及一种新型角位移传感器，由转子、空间正交且固定不动的至少两组隧穿磁阻TMR芯片以及相匹配的永磁体组成的定子和时栅信号处理系统组成。转子由具有周向分布齿槽结构的导磁材料构成。永磁体随着转子转动产生变化的磁场，TMR隧穿磁阻芯片感应磁场的变化，输出和变化磁场同频的电压信号。随着转子转动，给空间正交的TMR芯片施加时间正交的激励输出反映转轴转动角位移量的信号，将信号送入时栅信号处理系统经过一系列的滤波、整形等处理后输出角位移信息。与传统的角位移传感器相比，本发明具有结构简单、成本低、环境适应性强的特点，在较少的机械等分下可实现高精度的角位移测量。

主权项

一种新型角位移传感器，其特征在于：包括转子、至少两组隧穿磁阻TMR芯片以及相匹配的永磁体组成的定子、时栅信号处理系统；所述转子是具有周向分布齿槽结构的导磁元件，安装在需测量的旋转轴上或者直接采用被测对象的转动部件，通过转动时齿和槽的交替变化来使永磁体产生的磁场发生规律变化；所述TMR芯片有至少两组，它们的敏感方向沿转子转动圆周的切向方向放置，且位于转子与永磁体之间，随着磁场的规律变化，灵敏输出变化的电压，TMR芯片与时栅信号处理系统通过信号线连接；所述永磁体与隧道磁阻效应TMR芯片相匹配，两者固定形成定子，永磁体的磁极正对转子沿转动的径向方向设置，通过磁化转子且随着转子转动在TMR芯片所处位置产生变化的磁场；每两组匹配永磁体的TMR芯片空间正交布置，且永磁体、转子和TMR芯片的中心处于同一水平线上；所述时栅信号处理系统进行时栅激励信号加载，并对TMR芯片得到的反映转轴角位移量时栅输出信号进行滤波、整形和信号解调计算；所述角位移传感器通过空间正交且施加时间正交激励的至少两组TMR芯片感受与其相匹配的永磁体随着转子随被测量转轴转动所提供的变化磁场，输出反映转轴角位移量的信号，将信号送入时栅信号处理系统，经过滤波、整形处理后输出角位移信息，实现角位移的测量。