[发明专利]致动器和传感器组件

说明书

相关申请

本申请要求2009年12月9日提交的美国临时申请序列号61/284,027的内容及其申请日的权益；2009年12月9日提交的美国临时申请序列号61/284,028的内容及其申请日的权益；2010年3月22日提交的美国临时申请序列号61/340,813的内容及其申请日的权益，通过引用把上述申请全部并入本申请作为这里引用的所有参考文献。

本专利申请是2008年12月2日提交的美国专利申请序列号12/315,332和2009年11月20日提交的美国专利申请序列号12/592,170的部分继续申请，因此本申请还要求这两个专利申请的申请日和内容的权益，通过引用把上述申请全部并入本申请作为这里引用的所有参考文献。

技术领域

本发明总的涉及一种致动器和传感器组件，尤其涉及一种耦合到致动器的非接触式线性位置传感器。

背景技术

位置传感被用于电子地监控机械部件的位置或移动。位置传感器耦合到致动器并适于产生随被关注部件位置的变化而变化的电信号。致动器和传感器组件可包含在多种产品中。例如，致动器和传感器组件可电子地监测并控制各种汽车部件的状态。

位置传感器需要很精确，其必须根据所测量到的位置给出合适的电信号。如果不精确，位置传感器可能会妨碍被监测部件的位置的评估和控制。

通常，还需要位置传感器在其进行测量时足够精准。但是，位置测量中所需的精度明显地随着具体使用环境而改变。对于一些目的，仅需要粗略的位置指示即可；例如，指示阀门主要处于打开还是关闭。在其他应用中，需要更精准的位置指示。

位置传感器还应该对于其放置的环境足够耐用。例如，用在汽车阀门上的位置传感器在汽车操作过程中几乎经历不断的运动。这种位置传感器应该由即使是在较大的机械振动和热极端及热梯度的情况下，也足以使传感器在其预计寿命期间保持充分精度和准确度的机械和电子部件组成。

过去，位置传感器通常为“接触”型。接触式位置传感器需要物理接触以产生电信号。接触式位置传感器通常包括电位计，该电位计产生随部件位置而变化的电信号。接触式位置传感器通常较为精确和精准。不幸的是，由于运动过程中的接触而产生的磨损限制了其耐用性。另外，接触产生的摩擦会使部件的运行被削弱。另外，电位传感器中的水侵入现象会使传感器失效。

传感器技术的一个进步是非接触式位置传感器的发展。非接触式位置传感器（“NPS”）不需要信号发生器和传感元件之间的物理接触。NPS使用一个或多个磁体来产生随位置变化的磁场，并采用一个或多个装置来探测改变的磁场，从而测量出被监测部件的位置。通常，霍尔效应装置被用于产生电信号，该电信号依赖于入射到装置的磁通量的大小、极性或方向。霍尔效应装置可物理地接附于被监测部件，这样当部件移动时该霍尔效应装置相对于静止磁体而移动。相反地，霍尔效应装置可以是静止的，而使磁体直接或间接地贴附到被监测的部件，在这两种情况中，都可以通过霍尔效应装置产生的电信号来确定被监测部件的位置。

尽管目前可获得的致动器和NPS组件被证明为令人满意的，但是仍需要继续发展一种低成本的致动器和NPS组件。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种致动器和传感器组件，该致动器和传感器组件包括：传感器外壳，其包括限定腔室的壁；以及连接组件，其包括传感器并适于耦合到所述传感器外壳，且耦合的关系为使所述传感器延伸到所述传感器外壳的所述壁限定的所述腔室中。所述组件还包括致动器外壳，该致动器外壳包括限定孔的基部，且所述传感器外壳和所述致动器外壳耦合在一起并限定内部腔。活塞位于所述内部腔中，其可在所述内部腔中移动且限定接收部。磁体位于所述活塞的接收部中，且磁体产生磁场。所述传感器适于感测磁场响应于所述活塞和所述磁体相对于所述传感器的移动而发生的改变。所述组件还包括致动器轴，所述致动器轴包括耦合到所述活塞的第一端部和延伸穿过所述致动器外壳中的所述孔并与可移动物体呈耦合关系的第二端部。

在一个实施例中，所述致动器和传感器组件还包括柔性隔板，所述柔性隔板位于所述内部腔中，所述活塞坐落在所述柔性隔板上。弹簧也位于所述内部腔中，靠着所述活塞，并将所述活塞偏置到第一位置中。增压源耦合到所述传感器外壳或致动器外壳中的一个，并与所述内部腔流体流通，以调节所述内部腔中的压强并致使所述活塞移动。