[实用新型]一种磁铁内嵌式霍尔位移传感器及电子液压制动系统

说明书

本实用新型公开一种磁铁内嵌式霍尔位移传感器。包括推杆(1)在外壳(3)和端盖(2)中轴向滑动。永磁体组(4)由两个或多个磁铁排列组成，并装在推杆(1)的空心孔中。相邻磁铁极性相同端靠近放置。传感器线路板(5)在外壳(3)内，放一个或多个霍尔传感器。永磁体组(4)随推杆(1)轴向移动，霍尔传感器(6)检测磁场角度变化，输出信号与磁铁位置有关，从而测出推杆(1)位移。与现有技术相比，本实用新型检测磁场角度变化确定位移，与检测磁场强度相比，解决了磁强受温度影响较大使精度降低的问题。将磁铁装于推杆空心孔内，使磁铁移动距离不受外壳空间限制而提高检测行程。通过布置多个霍尔传感器作冗余备份，提高可靠性。

技术领域

本实用新型涉及位移传感器技术领域，尤其是涉及非接触式霍尔位移传感器技术领域。

背景技术

位移传感器又称线性传感器，用于测量物体运动的位移或相对距离。目前国内的位移传感器多采用接触式测量方法。在汽车领域的电子液压制动系统中，常用的是滑动变阻器接触式位移传感器。接触式传感器测量需要相对运动的测量介质相互可靠接触，对工作环境适应性较差，而且不能有水汽、粉尘进入接触区域；振动环境下可能导致接触不可靠；长期使用存在测量介质磨损，耐久性不够，精度逐渐变差等缺陷。难以满足环境恶劣、长期工作的测量要求。

而目前的非接触式霍尔传感器，由于受磁铁磁场特性以及磁铁磁场强度受温度影响较大的限制，只能用于小位移(一般小于20mm)检测以及小温度范围 (一般为-10℃～85℃)的工作环境下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简单可靠，易于安装，成本低廉，精度高，寿命长、检测行程范围大以及适用于-40℃～150℃温度的一种磁铁内嵌式霍尔位移传感器，以解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种磁铁内嵌式霍尔位移传感器，包括推杆、传感器端盖、传感器外壳、永磁体组、霍尔传感器线路板以及霍尔传感器，所述推杆沿传感器外壳轴向滑动，所述传感器端盖为推杆轴向滑动提供导向作用，所述传感器外壳内部装有霍尔传感器线路板，同时也为推杆轴向滑动提供导向作用，所述永磁体组由两个或多个磁铁排列组成，装在推杆的空心孔中，并且依次排列，产生的磁场角度能够使霍尔传感器感应出电信号，所述霍尔传感器线路板上包含一个或多个霍尔传感器，所述霍尔传感器能检测磁场角度的变化，产生感应电信号。

由于长磁铁的中间部分的磁场强度比较弱，并且磁场强度与磁场角度变化均不明显，导致在磁铁中间部分的位移检测精度低，因此不能使用加长磁铁的方案来增大霍尔位移传感器的检测行程范围，并且，磁铁能够移动的距离大小还受到传感器外壳的内部空间大小限制，这也使得位移传感器的检测行程范围降低。此外，磁场强度受温度影响比较大，如果用磁场强度作为感应条件，传感器很难在较恶劣的温度条件下正常工作。因此，本实用新型专利提出采用两个或多个短磁铁，依次间隔排列组成永磁体组的方案，可显著减小磁铁中间部分磁场角度变化率小所带来的不利影响，将磁铁置于推杆的空心孔内，可以使得磁铁的移动距离大小不受传感器外壳的内部空间大小限制，这能够大大提高传感器的检测行程范围。此外，传感器选用磁场角度作为感应条件，在高低温的环境下也能稳定输出，提高了传感器的可靠性。所述的每相邻两个磁铁之间留有的间隙可以使用非导磁材料填充，用以固定磁铁。

其中，所述永磁体组中的任何相邻的两个磁铁极性相同的一端相互靠近放置，从而保证两个相邻磁铁之间的间隙部位的磁场角度变化率大，以提高位移传感器的检测精度。

其中，所述霍尔传感器线路板上有一个或多个霍尔传感器，采用一个霍尔传感器即可实现位移的测量；也可以采用多个霍尔传感器，其作用有冗余备份，提高传感器的可靠性与测量精度。

其中，所述霍尔传感器线路板上的霍尔传感器产生的感应电信号可以直接作为传感器的输出信号，也可以经过信号处理电路处理后作为传感器的输出信号。