專利名稱：納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器，屬車輪機(jī)器設(shè)備、電機(jī)，尤其是汽車車輪轉(zhuǎn)速傳感和檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車制動的理想狀況是車輪的滑移率維持在8～35％之間，使車輪制動而未抱死之前獲得最大與地面制動力和大的縱向、橫向附著系數(shù)。使汽車在上述理想狀況下制動的制動系統(tǒng)通常由轉(zhuǎn)速傳感器控制單元和液壓單元組成。
背景技術(shù)：
的速傳感器大多為電磁感應(yīng)式、霍耳和磁電阻轉(zhuǎn)速傳感器，安裝在隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的的齒輪的輪緣附近，檢測車輪的轉(zhuǎn)速。但它們在不同程度上存在不足之處。
電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速度傳感器的缺點(diǎn)是車輪轉(zhuǎn)速太低時，磁通變化極慢，輸出信號太小，易于造成漏信號。此外，此類傳感器的檢測距離，即傳感器頭與齒輪輪緣之間的間隙僅允許0.5～1mm。
霍耳轉(zhuǎn)速傳感器的缺點(diǎn)是靈敏度低，輸出信號小，即使經(jīng)過放大，檢測距離僅達(dá)到0.2～0.5mm，此外，這類傳感器溫度穩(wěn)定性差，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
磁電阻轉(zhuǎn)速傳感器的缺點(diǎn)是該傳感器的靈敏度不高，磁路開放，抗電磁干擾性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是推出一種納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器，該傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)(1)靈敏度高，檢測距離大；(2)溫度穩(wěn)定性好；和(3)傳感器的磁路接近封閉，抗電磁干擾性能好。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用以下結(jié)構(gòu)納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器包括傳感部分和后處理電路部分，磁頭、鐵基鈉米磁性條帶、可調(diào)偏置磁鐵和外殼組成磁路接近封閉的傳感部分，鐵基鈉米磁性條帶外繞有線圈L，穩(wěn)壓器、磁敏振蕩器、濾波放大器、成形器和OC門組成后處理電路部分，兩部分通過線圈L連接在一起，磁頭探測與轉(zhuǎn)速有關(guān)的磁通變化，經(jīng)后處理電路部分處理，轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，即轉(zhuǎn)速信號，從OC門輸出。
現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。一種納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器，包括后處理電路部分，安裝在印制板7上，該部分由穩(wěn)壓器、磁敏振蕩器、濾波放大器、成形器和OC門組成，磁敏振蕩器、濾波放大器、成形器和OC門順次級聯(lián)成由穩(wěn)壓器供電的后處理電路部分，引出線11共有三根，分別與+12V，OC門集電極和地線接，其特征在于，它還包括傳感部分，該部分由磁頭4，封口5，線圈6即L，骨架8，支架10和外殼9，磁頭4是由軟鐵制成的圓柱，該圓柱的頂面和底面的中心處開有安裝孔，頂面的安裝孔內(nèi)置有圓柱狀磁鐵，封口5是環(huán)氧樹脂，線圈6，即L纏繞在線圈管上，該線圈管內(nèi)置有鐵基鈉米磁性條帶13，骨架8是由低介質(zhì)損材料如聚四氟乙烯制成的異形構(gòu)件，支架10是由軟鐵制成的管子，該管的內(nèi)壁上開有螺紋，支架10內(nèi)擰有導(dǎo)磁鐵芯14和可調(diào)偏置磁鐵15，導(dǎo)磁鐵芯14的一端制有安裝孔，外殼9是由軟鐵制成的圓筒，外殼9上開有出線孔16，調(diào)節(jié)孔17和安裝孔18，磁頭4和支架9通過各自的安裝孔分別以中心線與線圈6的線圈管中心線重合的方式套接在線圈6的線圈管的兩端，磁頭4與可調(diào)偏置磁鐵15相對的磁極為同名磁極，磁頭4、線圈6的線圈管和支架9組成的部件借助螺孔12和螺釘固定于骨架8，印制板7借助螺釘固定于骨架8的側(cè)面，傳感部分和后處理電路部分通過線圈6，即L連接在一起，骨架8與外殼9套接在一起，引出線11經(jīng)出線孔16引出，封口5封蓋安裝孔18。
本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是推出上述納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用，利用該傳感器測定旋轉(zhuǎn)齒輪2的轉(zhuǎn)速，其特征在于，具體操作如下將該傳感器以其中心線方向與旋轉(zhuǎn)齒輪2的法線方向重合方式固定在旋轉(zhuǎn)齒輪2的輪緣附近，磁頭4的端面與輪緣相距可高達(dá)2.5mm，引出線11中的+12V和地線分別與12V電源的正、負(fù)極連接，電脈沖信號，即轉(zhuǎn)速信號從引出線11的第三根線輸出，通過測定該信號的頻率，便可測出待測旋轉(zhuǎn)齒輪2的轉(zhuǎn)速。
工作原理本傳感主要用于傳感轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)以汽車防抱死系統(tǒng)使用的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速測試裝置為例說明之。該裝置主要由鐵磁齒輪和納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器組成，鐵磁齒輪與車輪同軸，納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器通過安裝在鐵磁齒輪的輪緣附近，使齒輪與納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器磁頭端部保持固定的間距。當(dāng)齒輪的突出端部與磁頭相近時，由于兩者的間隙相對變小，磁通增加；當(dāng)齒輪的凹部與磁頭4相近時，間隙增大，磁通減小。這樣就會引起置于磁頭尾部的鐵基鈉米磁性條帶磁阻抗的明顯變化。通過電路的轉(zhuǎn)換，齒凸與齒凹每變換一次就會輸出一個標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號。輸出脈沖數(shù)目與齒數(shù)和齒輪轉(zhuǎn)速成正比同，從而達(dá)到測量車輪轉(zhuǎn)速和車輛速度的目的，而輸出脈沖幅度并不隨轉(zhuǎn)速度變化而改變。
與背景技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明主要利用了納米微晶磁性材料具有巨磁效應(yīng)而研制成的一種磁敏轉(zhuǎn)速傳感器。當(dāng)外界磁場出現(xiàn)很小的磁通變化時就會使材料的交流阻抗發(fā)生很大的變化。其相對靈敏度可達(dá)1.0V/KA/m，比霍爾元件和磁電阻器件的靈敏度高幾十倍，同時由于該材料經(jīng)高溫處理，材料即使在300℃以上仍能顯示出巨磁阻抗效應(yīng)，從而器件有高的熱穩(wěn)定性。傳感磁路接近封閉，抗電磁干擾性能好。


圖1是本發(fā)明傳感器與旋轉(zhuǎn)齒輪2組成轉(zhuǎn)速測試裝置的示意圖，其中1是轉(zhuǎn)軸中心，3是輪齒。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明傳感器的后處理電路部分的電路結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本發(fā)明傳感器的后處理電路部分的電路圖。
具體實施例方式
實施例磁頭采用φ2×2mm圓柱形永久磁鐵。
可調(diào)偏置磁鐵采用φ4×6mm帶的永磁鐵氧體。
線圈6的線圈管為φ2.5×12mm密封陶瓷管，兩端有蓋，線圈6用φ0.04mm高性能漆包線，在上述陶瓷管外纏繞120匝。
鐵基納米磁性條帶13是鐵基納米微晶FeCuNbSiB材料，尺寸12×1×0.025mm。
導(dǎo)磁鐵芯14為軟鐵制的鐵芯，尺寸φ1×8mm。
外殼9為軟鐵制的鐵磁性外殼。
骨架8為聚四氟乙烯制的異形構(gòu)件。
封口5為環(huán)氧澆制的封蓋，在磁頭4、骨架8和外殼9之間起固定和保護(hù)作用。
本實施例采用的后處理電路部分的電路結(jié)構(gòu)框圖和后處理電路部分的電路圖分別示于圖3和圖4。
本發(fā)明的納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器具有靈敏度高，檢測距離大，達(dá)2.5mm；熱穩(wěn)定性好；工作溫度-40℃-150℃；抗電磁干擾能力強(qiáng)和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，特別適于用于汽車防抱死系統(tǒng)、電機(jī)、各類機(jī)床、軋機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速測定。
權(quán)利要求
1.一種納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器，包括后處理電路部分，安裝在印制板7上，該部分由穩(wěn)壓器、磁敏振蕩器、濾波放大器、成形器和OC門組成，磁敏振蕩器、濾波放大器、成形器和OC門順次級聯(lián)成由穩(wěn)壓器供電的后處理電路部分，引出線11共有三根，分別與+12V，OC門集電極和地線接，其特征在于，它還包括傳感部分，該部分由磁頭4，封口5，線圈6即L，骨架8，支架10和外殼9，磁頭4是由軟鐵制成的圓柱，該圓柱的頂面和底面的中心處開有安裝孔，頂面的安裝孔內(nèi)置有圓柱狀磁鐵，封口5是環(huán)氧樹脂，線圈6，即L纏繞在線圈管上，該線圈管內(nèi)置有鐵基鈉米磁性條帶13，骨架8是由低介質(zhì)損材料如聚四氟乙烯制成的異形構(gòu)件，支架10是由軟鐵制成的管子，該管的內(nèi)壁上開有螺紋，支架10內(nèi)擰有導(dǎo)磁鐵芯14和可調(diào)偏置磁鐵15，導(dǎo)磁鐵芯14的一端制有安裝孔，外殼9是由軟鐵制成的圓筒，外殼9上開有出線孔16，調(diào)節(jié)孔17和安裝孔18，磁頭4和支架9通過各自的安裝孔分別以中心線與線圈6的線圈管中心線重合的方式套接在線圈6的線圈管的兩端，磁頭4與可調(diào)偏置磁鐵15相對的磁極為同名磁極，磁頭4、線圈6的線圈管和支架9組成的部件借助螺孔12和螺釘固定于骨架8，印制板7借助螺釘固定于骨架8的側(cè)面，傳感部分和后處理電路部分通過線圈6，即L連接在一起，骨架8與外殼9套接在一起，引出線11經(jīng)出線孔16引出，封口5封蓋安裝孔18。
2.權(quán)利要求1所述的納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用，利用該傳感器測定旋轉(zhuǎn)齒輪2的轉(zhuǎn)速，其特征在于，具體操作如下將該傳感器以其中心線方向與旋轉(zhuǎn)齒輪2的法線方向重合方式固定在旋轉(zhuǎn)齒輪2的輪緣附近，磁頭4的端面與輪緣相距可高達(dá)2.5mm，引出線11中的+12V和地線分別與12V電源的正、負(fù)極連接，電脈沖信號，即轉(zhuǎn)速信號從引出線11的第三根線輸出，通過測定該信號的頻率，便可測出待測旋轉(zhuǎn)齒輪2的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
一種納米磁敏轉(zhuǎn)速傳感器，屬車輪機(jī)器設(shè)備、電機(jī)，尤其是汽車車輪轉(zhuǎn)速傳感和檢測技術(shù)領(lǐng)域。該傳感器包括傳感部分和后處理電路部分，磁頭、鐵基鈉米磁性條帶、可調(diào)偏置磁鐵和外殼組成磁路接近封閉的傳感部分，鐵基鈉米磁性條帶外繞有線圈L，穩(wěn)壓器、磁敏振蕩器、濾波放大器、成形器和OC門組成后處理電路部分，兩部分通過線圈L連接在一起，磁頭探測與轉(zhuǎn)速有關(guān)的磁通變化，經(jīng)后處理電路部分處理，轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，即轉(zhuǎn)速信號，從OC門輸出。有靈敏度高，檢測距離大，達(dá)2.5mm；熱穩(wěn)定性好；工作溫度－40℃－150℃；抗電磁干擾能力強(qiáng)和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，特別適于用于汽車防抱死系統(tǒng)、電機(jī)、各類機(jī)床、軋機(jī)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速測定。
文檔編號G01P3/481GK1538179SQ200310108098
公開日2004年10月20日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者楊燮龍, 楊介信, 戴文愷 申請人:華東師范大學(xué)