[实用新型]一种基于旋转磁场位移测量的装置以及高度仪和卡尺

说明书

本实用新型公开了一种基于旋转磁场位移测量的装置以及高度仪和卡尺，包括：齿条、齿轮、磁体、处理器、至少两个磁敏元件和角度检测单元；齿轮与齿条啮合，齿轮带动磁体同步转动；磁敏元件监测磁体磁极变化，并输出表征磁极变化的次数的信号；角度检测单元用于监测磁体磁极变化的绝对角度，并输出表征磁极变化的绝对角度的信号；处理器根据磁极变化的次数的信号、磁极变化的绝对角度的信号以及齿轮分度圆周长，计算出齿轮在齿条上的位移大小。与现有技术相比，使用该方法使电子测量仪器不易受到测量环境中污染物(如水、油、尘埃等)的影响，同时，与采用电容、电感测量方法的电子测量仪器相比，其响应速度快，测量稳定性更好，测量精度更高。

技术领域

本实用新型涉及电子测量仪器领域，具体涉及一种基于旋转磁场位移测量的装置以及高度仪和卡尺。

背景技术

现有的电子测量仪器，一般采用电容、电感的方法来进行测量，其测量精度易受测量环境中油、水、尘埃等污染物的影响，而在电子测量仪器的使用环境中，这些污染物又难以避免的存在，这大大影响了采用电容、电感测量方法的电子测量仪器测量的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于旋转磁场位移测量的装置以及高度仪和卡尺。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种基于旋转磁场位移测量的装置，其特征在于，包括：齿条、齿轮、磁体、处理器、至少两个磁敏元件和角度检测单元；其中，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮带动所述磁体同步转动；所述磁敏元件用于监测所述磁体磁极变化的次数，并输出表征磁极变化的次数的信号；所述角度检测单元用于监测所述磁体磁极变化的绝对角度，并输出表征磁极变化的绝对角度的信号；所述处理器分别与各个所述磁敏元件和所述角度检测单元连接，并根据表征磁极变化的次数的信号、表征磁极变化的绝对角度的信号以及齿轮分度圆周长，计算出所述齿轮在所述齿条上的位移大小。

优选的，所述磁敏元件为霍尔元件，所述霍尔元件监测到所述磁体的磁极变化时，所述霍尔元件输出脉冲信号，并将该脉冲信号传输至所述处理器；所述处理器通过对脉冲信号数量计数，得到所述磁体旋转的整圈数。

优选的，至少两个所述霍尔元件分别设置在所述磁体周围不同的位置；所述处理器通过判断任意两个所述霍尔元件产生脉冲信号的相位差，确定所述磁体旋转的方向，若为正向转动，所述处理器根据所述霍尔元件输出的脉冲信号数量，进行加法计数；若为反向转动，所述处理器根据所述霍尔元件输出的脉冲信号数量，进行减法计数。

优选的，所述角度检测单元为磁编码器，通过所述处理器，设置所述磁编码器的工作频率。

优选的，还包括磁屏蔽壳，所述磁体放置于所述磁屏蔽壳内；所述处理器、所述角度检测单元和至少两个所述磁敏元件共同集成在一个电路板上，且电路板在所述磁屏蔽壳中的安装位置，使其上面设置的所述磁编码器正对所述磁体。

优选的，还包括转轴，所述转轴通过轴承支撑，其一端与所述齿轮固定连接；所述转轴另一端与所述磁体固定连接，且伸入所述磁屏蔽壳内部。

优选的，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承分别安装在支撑架上，所述第二轴承设置于所述齿轮与所述磁体之间。

优选的，所述支撑架与所述磁屏蔽壳连接；或者所述支撑架为所述磁屏蔽壳的一部分。

优选的，一种高度仪，包括以上所述的一种基于旋转磁场位移测量的装置。

优选的，一种卡尺，包括以上所述的一种基于旋转磁场位移测量的装置。