專利名稱：單鐵芯磁通門以及磁通門單軸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁通門，特別是一種單鐵芯磁通門。還涉及由這種單鐵芯磁通 門構(gòu)成的磁通門單軸傳感器。
背景技術(shù)：
磁通門是一種具有很好綜合性能的磁場分量傳感器。磁通門傳感器的結(jié)構(gòu)直接 影響其性能。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證磁通門傳感器探頭與安裝方向的一致性，降低其鐵芯加 工難度和線圈繞線難度，提高其可靠性、可維修性，是軸磁通門要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。參照圖5。文獻(xiàn)“公開號是US 6,972,563B2的美國專利”公開了一種磁通門傳 感器，該傳感器采用的磁通門包括激勵線圈1、鐵芯2、測量線圈3和骨架4，所述鐵芯2 是圓環(huán)形，激勵線圈1均勻地繞在鐵芯2上，測量線圈3繞在中心是方孔的骨架4上，激 勵線圈1與鐵芯2位于骨架4的方孔內(nèi)。通過轉(zhuǎn)動激勵線圈1與鐵芯2找到合適的裝配 位置；然后用環(huán)氧樹脂膠封裝。由于磁通門的鐵芯是圓環(huán)形，所以這種結(jié)構(gòu)的鐵芯加工相對困難。如果鐵芯厚 到能夠直接在其上繞線，傳感器的功耗就會很大；如果鐵芯很薄，必須為激勵線圈配備 骨架，骨架的加工也相對困難。激勵線圈在圓環(huán)形鐵芯上繞線比在直線圈上繞線難度 大。激勵線圈往測量線圈內(nèi)裝配時，要保證測量軸與安裝軸的一致性很困難，需一邊轉(zhuǎn) 動一邊檢測信號。激勵線圈裝配位置確定后，用環(huán)氧樹脂膠封裝過程比較費(fèi)時，且需特 別細(xì)心才能保證激勵線圈裝配位置不變。這種磁通門的成本相對較高，可維修性不理想。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的磁通門鐵芯加工困難的不足，本發(fā)明提供一種單鐵芯磁通門， 采用長條形鐵芯，可以使加工繞線更加方便，更能保證測量軸與安裝軸的一致。本發(fā)明還提供采用這種單鐵芯磁通門的磁通門單軸傳感器，螺釘和電路板固定 方式可以保證可靠性和可維修性，也使引線焊接更為方便，降低成本；電路板與頂絲上 的橡膠墊與柔性套管可以減小鐵芯所受的應(yīng)力，可以提高磁通門鐵芯抗沖擊能力。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種單鐵芯磁通門，包括激勵線圈 1、鐵芯2、測量線圈3和骨架4，其特點(diǎn)是還包括柔性套管10，所述骨架4的繞線部分是 管狀，骨架前端11和骨架后端12都是正方形，正方形的中心位置固連有骨架4的繞線部 分，骨架4的管狀中心與骨架前端11和骨架后端12的正方形中心同圓心；所述鐵芯2是 長條形，其厚度為0.02mm至0.1mm之間，寬度為1mm，長度與骨架4長度相同，激勵 線圈1繞在骨架4管狀部分的里層，測量線圈3繞在激勵線圈1上；在骨架前端11的兩 個角上有兩個引線槽13，激勵線圈入端引線16和激勵線圈出端引線17從右側(cè)引線槽13 引出；測量線圈入端引線18和測量線圈出端引線19從左側(cè)引線槽13引出；骨架4管狀部分的內(nèi)徑比鐵芯2的寬度略大，裝有鐵芯2的柔性套管10位于骨架4的內(nèi)孔中，柔性 套管10的外徑與骨架4的內(nèi)徑等大。所述柔性套管10是橡膠管、軟塑料管或黃臘管任一種。所述鐵芯2的材料是坡莫合金或非晶軟磁材料任一種。一種采用上述單鐵芯磁通門的磁通門單軸傳感器，其特點(diǎn)是包括兩個單鐵芯磁 通門28、外殼5、擋板6和和電路板7，所述外殼5是有矩形通孔的長方體，外殼5采用 無磁金屬材料或酚醛塑料，外殼5上矩形通孔的截面的長等于單鐵芯磁通門骨架前端11 和骨架后端12正方形邊長的2倍；寬等于單鐵芯磁通門骨架前端11和骨架后端12正方 形的邊長，正好能并排裝入兩個相同尺寸的單鐵芯磁通門；兩個單鐵芯磁通門并排位于 外殼5的矩形通孔中，骨架前端11通過電路板7用螺釘8螺釘固定外殼5上，骨架后端 12通過擋板6用螺釘8固定在外殼5上；擋板6正對單鐵芯磁通門中心處有螺紋孔27， 頂絲9與螺紋孔27配合固定鐵芯2 ；頂絲9靠近鐵芯一端有與頂絲9截面尺寸相同的橡 膠墊；擋板6有兩個螺釘孔14，用來與外殼5配合定位單鐵芯磁通門28;電路板7也有 兩個螺釘孔14，用來與外殼5配合定位單鐵芯磁通門28;電路板7上分布有四個穿線孔 15，每個穿線孔15能穿過兩根線圈引線，每個引線槽13中的引線從穿線孔15中穿過， 并焊接在電路板7的焊盤上；電路板7上有五個焊盤，包括激勵信號焊盤22、激勵線圈 過渡焊盤23、輸出信號焊盤24、測量線圈過渡焊盤25和地線焊盤26，第一個磁通門的激 勵線圈入端引線16和傳感器信號激勵端20都焊在激勵信號焊盤22上，第二個磁通門的 激勵線圈入端引線16接地；兩個磁通門的激勵線圈出端引線17都焊在激勵線圈過渡焊盤 23上。第一個磁通門的測量線圈入端引線18和傳感器信號輸出端21都焊在輸出信號焊 盤24上，第一個磁通門的測量線圈出端引線19與第二個磁通門的測量線圈入端引線18 都焊在測量線圈過渡焊盤25上；第二個磁通門的測量線圈出端引線19接地，地線焊在地 線焊盤26上；在電路板7與兩個單鐵芯磁通門骨架前端11有與電路板7尺寸相同的橡膠 墊。 所述無磁金屬材料是黃銅或無磁硬鋁任一種。本發(fā)明的有益效果是由于磁通門的鐵芯是長條形，加工繞線更加方便，更能保證測量軸與安裝軸的一致。采用長條形鐵芯磁通門的磁通門單軸傳感器，采用擋板和電路板固定方式，保 證了可靠性和可維修性，也使引線焊接更為方便，成本較低；電路板的橡膠墊和頂絲上 的橡膠墊以及柔性套管減小了鐵芯所受的應(yīng)力，提高了磁通門鐵芯抗沖擊能力。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明磁通門單軸傳感器的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1中磁通門的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的剖視放大圖。圖4是圖1中圖電路板的放大圖。圖5是背景技術(shù)磁通門的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-激勵線圈，2-鐵芯，3-測量線圈，4-骨架，5-外殼，6_擋板，7-電路板，8-螺釘，9-頂絲，10-柔性套管，11-骨架前端，12-骨架后端，13-引線槽， 14-螺釘孔，15-穿線孔，16-激勵線圈入端引線，17-激勵線圈出端引線，18-測量線 圈入端引線，19-測量線圈出端引線，20-傳感器信號激勵端，21-傳感器信號輸出端， 22-激勵信號焊盤，23-激勵線圈過渡焊盤，24-輸出信號焊盤，25-測量線圈過渡焊盤， 26-地線焊盤，27-螺紋孔，28-磁通門。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例參照圖1 4。單鐵芯磁通門包括激勵 線圈1、鐵芯2、測量線圈3和骨架4，還包括柔性套管 10，所述鐵芯2是長條形，鐵芯2采用坡莫合金或非晶軟磁材料，其厚度為0.02mm至 0.1mm之間，寬度為1mm，長度與帶有圓孔的骨架4長度相同。激勵線圈1繞在骨架4 的里層；測量線圈3繞在骨架4的外層。骨架前端11和骨架后端12都是正方形。在骨 架前端11的兩個角上加工有兩個引線槽13，激勵線圈入端引線16和激勵線圈出端引線 17從右側(cè)引線槽13引出；測量線圈入端引線18和測量線圈出端引線19從左側(cè)引線槽13 引出。單鐵芯磁通門骨架4的內(nèi)孔直徑比鐵芯2的寬度大。裝鐵芯2時，先將柔性套 管10裝入骨架4的內(nèi)孔中，再將鐵芯2裝入柔性套管10的內(nèi)孔中。柔性套管10的外直 徑與骨架4的內(nèi)孔直徑相同，柔性套管10可采用橡膠管，軟塑料套管或黃臘套管，其作 用是填補(bǔ)骨架的內(nèi)孔中的空隙，減小鐵芯2受震動沖擊的影響。采用上述單鐵芯磁通門的磁通門單軸傳感器，由兩個單鐵芯磁通門28構(gòu)成，還 包括帶有矩形通孔的長方體外殼5，擋板6和電路板7，長方體外殼5采用無磁金屬材料 或無磁非金屬材料，例如黃銅、無磁硬鋁或酚醛塑料等。長方體外殼5上矩形通孔的截 面的長等于單鐵芯磁通門骨架4兩端正方形邊長的2倍；寬等于單鐵芯磁通門骨架4兩 端正方形邊長。長方體外殼5上矩形通孔內(nèi)正好能并排裝入兩個相同尺寸的單鐵芯磁通 門。長方體外殼5為金屬材料時，矩形通孔用線切割方法加工；長方體外殼5為非金屬 材料時，矩形通孔采用磨具壓制方法加工。兩個單鐵芯磁通門并排裝入長方體外殼5中，骨架前端11用螺釘8通過電路板7 上的螺釘孔固定外殼5上，電路板7上分布有四個穿線孔15，每個穿線孔15能穿過兩根 線圈引線，正好將每個引線槽13中的引線從穿線孔15中穿過，并焊接在電路板7上事先 排好的焊盤上。電路板7上有五個焊盤，包括激勵信號焊盤22、激勵線圈過渡焊盤23、 輸出信號焊盤24、測量線圈過渡焊盤25和地線焊盤26，第一個磁通門的激勵線圈入端引 線16和傳感器信號激勵端20都焊在激勵信號焊盤22上，第二個磁通門的激勵線圈入端 引線16接地；兩個磁通門的激勵線圈出端引線17都焊在激勵線圈過渡焊盤23上。第 一個磁通門的測量線圈入端引線18和傳感器信號輸出端21都焊在輸出信號焊盤24上， 第一個磁通門的測量線圈出端引線19與第二個磁通門的測量線圈入端引線18都焊在測量 線圈過渡焊盤25上；第二個磁通門的測量線圈出端引線19接地，地線焊在地線焊盤26 上。在電路板7與兩個單鐵芯磁通門骨架前端11有一塊與電路板7尺寸相同的橡膠墊， 用于減小鐵芯受震動沖擊的影響。兩個單鐵芯磁通門28并排裝入長方體外殼5中，骨架后端12用螺釘8通過擋板6上的螺釘孔14固定在外殼5上。擋板6上正對著每個單鐵芯磁通門中心處都有便于裝 配鐵芯的螺紋孔27，所有部件都裝配好后，可通過螺紋孔27裝配鐵芯。鐵芯裝配好后， 用頂絲9固定鐵芯。頂絲9靠近鐵芯一端有與頂絲9截面尺寸相同的橡膠墊用于減小鐵 芯受震動沖擊的影響。
單軸磁通門傳感器中，除鐵芯外所有零部件均采用無磁性的材料。
權(quán)利要求
1.一種單鐵芯磁通門，包括激勵線圈(1)、鐵芯(2)、測量線圈(3)和骨架(4)，其特 征在于還包括柔性套管(10)，所述骨架(4)的繞線部分是管狀，骨架前端(11)和骨架后 端(12)都是正方形，正方形的中心位置固連有骨架(4)的繞線部分，骨架(4)的管狀中 心與骨架前端(11)和骨架后端(12)的正方形中心同圓心；所述鐵芯(2)是長條形，其厚 度為0.02mm至0.1mm之間，寬度為1mm，長度與骨架(4)長度相同，激勵線圈⑴繞 在骨架(4)管狀部分的里層，測量線圈(3)繞在激勵線圈(1)上；在骨架前端(11)的兩 個角上有兩個引線槽(13)，激勵線圈入端引線(16)和激勵線圈出端引線(17)從右側(cè)引 線槽(13)引出；測量線圈入端引線(18)和測量線圈出端引線(19)從左側(cè)引線槽(13)引 出；骨架⑷管狀部分的內(nèi)徑比鐵芯⑵的寬度略大，裝有鐵芯⑵的柔性套管(10)位 于骨架⑷的內(nèi)孔中，柔性套管(10)的外徑與骨架⑷的內(nèi)徑等大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鐵芯磁通門，其特征在于所述柔性套管(10)是橡膠 管、軟塑料管或黃臘管任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鐵芯磁通門，其特征在于所述鐵芯(2)的材料是坡莫合 金或非晶軟磁材料任一種。
4.一種采用權(quán)利要求1所述單鐵芯磁通門的磁通門單軸傳感器，其特征在于包括 兩個單鐵芯磁通門(28)、外殼(5)、擋板(6)和和電路板(7)，所述外殼(5)是有矩形通 孔的長方體，外殼(5)采用無磁金屬材料或酚醛塑料，外殼(5)上矩形通孔的截面的長等 于單鐵芯磁通門骨架前端(11)和骨架后端(12)正方形邊長的2倍；寬等于單鐵芯磁通 門骨架前端(11)和骨架后端(12)正方形的邊長，正好能并排裝入兩個相同尺寸的單鐵芯 磁通門；兩個單鐵芯磁通門并排位于外殼(5)的矩形通孔中，骨架前端(11)通過電路板 (7)用螺釘(8)螺釘固定外殼(5)上，骨架后端(12)通過擋板(6)用螺釘⑶固定在外 殼(5)上；擋板(6)正對單鐵芯磁通門中心處有螺紋孔(27)，頂絲(9)與螺紋孔(27)配 合固定鐵芯(2)；頂絲(9)靠近鐵芯一端有與頂絲(9)截面尺寸相同的橡膠墊；擋板(6) 有兩個螺釘孔(14)，用來與外殼(5)配合定位單鐵芯磁通門(28)；電路板(7)也有兩個 螺釘孔(14)，用來與外殼(5)配合定位單鐵芯磁通門(28)；電路板(7)上分布有四個穿 線孔(15)，每個穿線孔(15)能穿過兩根線圈引線，每個引線槽(13)中的引線從穿線孔 (15)中穿過，并焊接在電路板(7)的焊盤上；電路板(7)上有五個焊盤，包括激勵信號 焊盤(22)、激勵線圈過渡焊盤(23)、輸出信號焊盤(24)、測量線圈過渡焊盤(25)和地 線焊盤(26)，第一個磁通門的激勵線圈入端引線(16)和傳感器信號激勵端(20)都焊在 激勵信號焊盤(22)上，第二個磁通門的激勵線圈入端引線(16)接地；兩個磁通門的激勵 線圈出端引線(17)都焊在激勵線圈過渡焊盤(23)上。第一個磁通門的測量線圈入端引 線(18)和傳感器信號輸出端(21)都焊在輸出信號焊盤(24)上，第一個磁通門的測量線 圈出端引線(19)與第二個磁通門的測量線圈入端引線(18)都焊在測量線圈過渡焊盤(25) 上；第二個磁通門的測量線圈出端引線(19)接地，地線焊在地線焊盤(26)上；在電路 板(7)與兩個單鐵芯磁通門骨架前端(11)有與電路板(7)尺寸相同的橡膠墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁通門單軸傳感器，其特征在于所述無磁金屬材料是黃 銅或無磁硬鋁任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單鐵芯磁通門以及磁通門單軸傳感器，用于解決現(xiàn)有的磁通門鐵芯加工困難的技術(shù)問題。技術(shù)方案是磁通門的鐵芯是長條形，加工繞線更加方便，更能保證測量軸與安裝軸的一致。采用長條形鐵芯磁通門的單軸磁通門傳感器，采用擋板和電路板固定方式，保證了可靠性和可維修性，也使引線焊接更為方便，成本較低；電路板的橡膠墊和頂絲上的橡膠墊以及柔性套管減小了鐵芯所受的應(yīng)力，提高了磁通門鐵芯抗沖擊能力。
文檔編號G01R1/02GK102012492SQ20101055648
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者嚴(yán)家明, 劉詩斌 申請人:西北工業(yè)大學(xué)