[发明专利]磁敏无触点电位器

摘要

本发明公开了一种磁敏无触点电位器，由电位信号产生电路板、永磁体、电位器转轴、电位器基座、电位器封盖、半开口弹性金属卡环、转轴旋转定位槽、电路板固定螺钉、磁铁固定螺钉等组成。其有益效果在于：本发明电位器的调节是转动其转轴及与转轴同步的永磁体，永磁体的转动经电位信号产生电路板上的磁敏元件非接触检测并转换为与电位器轴转动角位移成正比的电压信号输出，电位信号产生电路安装在螺纹连接的电位器基座与电位器封盖形成的圆柱形密封金属壳体内；本发明电位器应用非接触磁敏技术实现与转轴角位移成正比的电压信号输出，输出无触点噪声、寿命长，且可有效抑制工作环境下的电磁干扰。

主权项

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VX1‑X2、VY1‑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(VY1‑Y2/VX1‑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。