[发明专利]磁敏无触点电位器

权利要求书

1.一种磁敏无触点电位器，包括电位信号产生电路板（1）、永磁体（2）、电位器转轴（3）、电位器基座（4）、电位器封盖（5）、半开口弹性金属卡环（6）、转轴旋转定位槽（7）、电路板固定螺钉（8）、磁铁固定螺钉（9），电位器由经电路板固定螺钉（8）固定于电位器基座（4）上的电位信号产生电路板（1）非接触检测经磁铁固定螺钉（9）固定于电位器转轴（3）大端的永磁体（2）的旋转角位移，电位信号产生电路板（1）将检测到的旋转角位移转换为与角位移成正比的电压输出；其特征是：所述电位信号产生电路板（1）由X方向磁敏元件HX1与HX2、Y方向磁敏元件HY1与HY2、电阻R1~R13、电容C1~C6、双运放IC1、具有ADC和PWM功能的单片机IC2、仿真编程连接件JK1和输出连接件JK2组成，安装在螺纹连接的电位器基座（4）与电位器封盖（5）形成的圆柱形密封金属壳体内，磁敏元件HX1、HX2分别安装在X方向的左、右，磁敏元件HY1、HY2分别安装在Y方向的上、下，且其磁敏感点均匀分布在直径为D1的参考圆周上用于对永磁体（2）在电路板表面分布的磁场垂直向量进行检测，运放IC1B、电阻R1~R4和运放IC1A、电阻R5~R8组成的放大电路分别用于对X、Y方向的正交相关分量进行差分放大，放大信号V_X1-X2、V_Y1-Y2经电容C3、电阻R9和电容C4、电阻R10组成的一阶低通滤波后分别送单片机IC2的两个ADC输入端，单片机IC2对输入信号进行采样、处理后计算得角度偏移：θ≈arctan(V_Y1-Y2/V_X1-X2)，再将角度偏移θ转换为PWM波形输出至电容C5~C6、电阻R12~ R13组成的二阶低通滤波电路，滤波后通过连接件JK2的引脚2输出与角位移θ成线性的电压信号，JK2的引脚1接VCC、引脚3接GND用于给电位器提供工作电源，R10为上拉电阻，电容C1解耦电容，C2旁路电容，磁敏元件为线性霍尔元件或磁敏电阻；可由转轴旋转定位槽（7）形状调节转动角度范围的电位器转轴（3）与电位器基座（4）过盈装配并由半开口弹性金属卡环（6）径向锁紧，电位器转轴（3）由一根整轴经机加工成一端大另一端小的圆柱体，再在该圆柱体的大端加工出磁铁固定螺孔（5-1）和转轴旋转定位销（5-2）、小端加工出径向固定卡口（5-3）和调节旋钮定位销（5-4），通过转轴旋转定位销（5-2）与转轴旋转定位槽（7）的配合以实现不同旋转幅度的电位器；所述永磁体（2）是一个直径为D、厚度为H的厚度方向俯视平面由左侧向右侧径向磁化的双极圆形磁铁，磁性材料选稀土AlNiCo、SmCo5、NdFeB之一，厚度H≥2.5mm，磁敏感点分布参考圆直径D1≤直径D≤磁铁最大可旋转参考圆直径D2，圆形磁铁的中心轴线要对准磁敏感点分布参考圆的圆心安装。