[实用新型]一种角位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及角位置传感器技术领域，尤其涉及一种角位移传感器。

背景技术

在电机控制领域中应用的位置检测装置主要是编码器，编码器一种是将电机转子旋转角位置、角速度等物理量转换为脉冲或数字的位置传感器，编码器的分辨率和精度直接影响到自动化系统控制性能。

目前，工程技术领域中应用的编码器主要是光电式编码器，然而，光电编码器存在一些难以克服的缺点：光电编码器由玻璃物质通过刻线而成，其抗震动和冲击能力不强，并且不适用于尘埃、结露等恶劣环境，结构和定位组装复杂；刻线间距有极限，要提高分辨率必须增大码盘，从而难以做到小型化；生产过程中装配精度要求很高，直接影响到生产效率，最终影响产品成本。

磁电式编码器可以解决光电编码器的不足。中国专利ZL2009101 37761.0提出了一种磁电编码器，包括磁钢环、导磁环和磁感应元件，其中，导磁环由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙，磁感应元件置于该缝隙内，当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置。

日本专利JP特开2004-340681A中公开了一种磁电式旋转角度检测方法，披露了一种不使用温度传感器的情况下，利用两相信号平方和来计算温度漂移量，从而减小温度漂移对角度检测影响的方法。

综上所述，现有磁电式角位置检测方法有以下缺陷：1.对外部磁场没有屏蔽措施，可靠性不高；2.对信号质量要求较高，如果信号高次谐波分量较高，两相信号平方和不是常数，则温度漂移造成的影响不能有效消除；3.只针对两相信号适用；4.忽略了各相信号间的温度漂移量差异，实际应用中会影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的检测精度不高、可靠性差的缺点，而提出的一种角位移传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型角位移传感器包括转子磁钢环和定子组合体，所述定子组合体包括外套体以及内置在外套体中的屏蔽钢环、霍尔磁感应元件和PCB电路板，所述外套体具有内环凸台，所述转子磁钢环位于所述内环凸台的环形口内并自由转动，所述内环凸台的外周向上均匀布设多个所述霍尔磁感应元件，多个所述霍尔磁感应元件的外周向上布置所述屏蔽钢环，所述PCB电路板套设在所述内环凸台上并与所述霍尔磁感应元件电连接。

本实用新型所述外套体固定在电机后法兰面上，所述转子磁钢环套装在电机尾轴上，所述转子磁钢环相对于所述外套体自由转动，所述霍尔磁感应元件用于感应转子磁钢环产生的磁场并将磁信号转换成模拟电压信号输出，多个所述霍尔磁感应元件输出A+、A-、B+、 B-四路信号，其中相对的两个霍尔磁感应元件输出为A+和A-或者B+ 和B-信号，所述PCB电路板用于对霍尔磁感应元件输出的模拟电压信号进行处理并通过信号接口输出A、B两相模拟电压信号。

本实用新型所述内环凸台的外周向上设有环形槽，所述环形槽内设置所述屏蔽钢环，所述环形槽和所述内环凸台之间设有多个环形布置的方形槽，所述方形槽内设置所述霍尔磁感应元件，所述环形槽的外周为外环凸台，所述内环凸台与外环凸台构成内槽结构用于灌封灌胶体。

本实用新型所述外套体内还设有定位销和螺孔，所述定位销用于定位安装PCB电路板，所述螺孔与自攻螺钉相互配合锁紧所述PCB电路板，所述外套体朝向所述电机后法兰面的一面具有环形凸台，所述外套体通过环形凸台与电机后法兰面预定位，所述外套体上还设有槽孔，所述槽孔与锁紧螺钉相互配合以将所述外套体锁紧到所述电机后法兰面上。

本实用新型提出的角位置检测方法及角位移传感器的有益效果在于：

1、角位移传感器设有屏蔽外部磁场的屏蔽结构，可以防止外部磁场干扰，提高初始信号质量，保证精度；

2、可利用集成磁感应元件，提高初始信号一致性和相位精度；

3、可适应微型化设计，并且也可适应大轴径设计。

附图说明

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本实施例一中的角位移传感器结构示意图；

图2为本实施例一中的角位移传感器的爆炸结构示意图；

图3为本实施例一中的角位移传感器的外套体正视图；

图4为本实施例一中的角位移传感器的外套体后视图；

图5为本实施例一中的角位移传感器的剖视结构示意图；

图6为本实施例的角位移传感器的角度计算原理框图。