專利名稱：執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提出了一種閥位測(cè)量和記錄的傳感器結(jié)構(gòu)，用于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，得知執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和角度。
背景技術(shù)：
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于火電廠、工廠等中，是控制氣流、液流、機(jī)構(gòu)的執(zhí)行等設(shè)備。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中一個(gè)很重要的部件就是閥位傳感器，通過(guò)閥位傳感器，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制電路才能知道閥的位置，即輸出主軸轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈，并且當(dāng)前的主軸角度等信息。當(dāng)前閥位傳感器的實(shí)現(xiàn)方法有許多種，有采用電位器的方案、光編碼器的方案、正交干簧管的方案、霍爾傳感器的方案等。以上各種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。電位器的方案對(duì)電位器的制作工藝要求很高，生產(chǎn)難度很大，價(jià)格很高，現(xiàn)在只有極少數(shù)廠家使用；光編碼器的方案，齒輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體尺寸較大，對(duì)溫度、安裝尺寸、震動(dòng)等要求較高，也限制了它的應(yīng)用；正交干簧管的方案有價(jià)格低、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但要求磁鋼的磁性強(qiáng)調(diào)大小要求比較高，要求磁性必須保持在一定范圍之內(nèi)，太強(qiáng)了和太弱了都不行，磁鋼在工業(yè)環(huán)境的磁性產(chǎn)生變化，或生產(chǎn)過(guò)程中把控不好，容易出現(xiàn)閥位傳感器失效的問(wèn)題，同時(shí)其測(cè)量角度的精度很低；霍爾傳感器的方案對(duì)磁鋼磁性大小及變化要求低，克服了正交干簧管方案的缺點(diǎn)，但它功耗大，不支持長(zhǎng)時(shí)間的電池模式，應(yīng)用也受到許多限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，實(shí)現(xiàn)了高可靠、低成本、小尺寸、高精度的閥位測(cè)量和記錄。本實(shí)用新型的技術(shù)方案(對(duì)照附圖)是:由磁鋼、磁場(chǎng)角度傳感器芯片、兩個(gè)或兩個(gè)以上干簧管組成；磁鋼安裝于旋轉(zhuǎn)軸的頂端，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)磁鋼旋轉(zhuǎn)；磁場(chǎng)角度傳感器芯片位于磁鋼上側(cè)，與磁鋼不接觸，并且與磁鋼所在旋轉(zhuǎn)軸中心對(duì)齊，對(duì)磁鋼的磁力線角度進(jìn)行非接觸測(cè)量；干簧管位于磁場(chǎng)角度傳感器芯片或磁鋼四周，當(dāng)磁鋼旋轉(zhuǎn)時(shí)，干簧管動(dòng)作；如果采用兩個(gè)干簧管，則這兩個(gè)干簧管的動(dòng)作需要正交；如果選用三個(gè)或更多個(gè)干簧管，只要這些干簧管均勻分布在磁鋼四周，并且都能在磁鋼旋轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作就可以了。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主控制器或者單獨(dú)的傳感器控制器通過(guò)磁場(chǎng)角度傳感器芯片知道旋轉(zhuǎn)軸的單圈內(nèi)的絕對(duì)角度，通過(guò)干簧管的動(dòng)作記錄旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。本實(shí)用新型的有益效果是:是用相當(dāng)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和原理實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位傳感，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度高、成本低等特點(diǎn)。

本說(shuō)明書(shū)有三個(gè)附圖:圖1，實(shí)施例的PCB布置圖，其中I為PCB，2、3、4為三個(gè)干簧管，5為磁場(chǎng)角度傳感器芯片；[0008]圖2，實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為圖1中的PCB板，6為磁鋼，7為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；圖3，實(shí)施例中干簧管與磁鋼的相當(dāng)位置具體實(shí)施方式
圖1、圖2和圖3是使用本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)施例采用了三個(gè)干簧管。三個(gè)干簧管(圖1中的2、3、4)與磁場(chǎng)角度傳感器芯片(圖1中的5)安裝在一個(gè)PCB(圖1和圖2中的I)上，磁場(chǎng)角度傳感器芯片位于中間，干簧管位于四周；磁鋼(圖2中的6)安裝于旋轉(zhuǎn)軸(圖2中的7)的頂端；旋轉(zhuǎn)軸以一定變比與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主軸聯(lián)動(dòng)；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)磁鋼旋轉(zhuǎn)，這樣只要測(cè)量和記錄磁鋼的角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)就知道電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位了 ；干簧管位于相當(dāng)磁鋼的四周，參考圖3，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)干簧管依次動(dòng)作；磁場(chǎng)角度傳感器芯片測(cè)量得知當(dāng)前旋轉(zhuǎn)軸的單圈內(nèi)地絕對(duì)角度，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主控制器(圖中沒(méi)有畫(huà)出)根據(jù)干簧管的動(dòng)作記錄轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主軸角度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，進(jìn)一步能推算出閥位信息。
權(quán)利要求1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，用于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位測(cè)量和記錄，其特征在于由磁鋼、磁場(chǎng)角度傳感器芯片、兩個(gè)或兩個(gè)以上干簧管組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，其特征在于磁鋼安裝于旋轉(zhuǎn)軸的頂端，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)磁鋼旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，其特征在于磁場(chǎng)角度傳感器芯片位于磁鋼上側(cè)，與磁鋼不接觸，并且與磁鋼所在旋轉(zhuǎn)軸中心對(duì)齊，對(duì)磁鋼的磁力線角度進(jìn)行非接觸測(cè)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，其特征在于干簧管位于磁場(chǎng)角度傳感器芯片或磁鋼四周，當(dāng)磁鋼旋轉(zhuǎn)時(shí)，干簧管動(dòng)作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，其特征在于如果采用兩個(gè)干簧管，則這兩個(gè)干簧管的動(dòng)作需要正交。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器，其特征在于如果選用三個(gè)或更多個(gè)干簧管，只要這些干簧管均勻分布在磁鋼四周。
專利摘要本實(shí)用新型創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)了一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位傳感器結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，用于測(cè)量和記錄執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位信息。它是由由磁鋼、磁場(chǎng)角度傳感器芯片、兩個(gè)或兩個(gè)以上干簧管組成，干簧管位于磁鋼的四周，磁場(chǎng)角度傳感器芯片位于磁鋼上側(cè)；干簧管測(cè)量旋轉(zhuǎn)周到旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，磁場(chǎng)角度傳感器芯片測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的單圈內(nèi)絕對(duì)角度。本實(shí)用新型用相當(dāng)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和原理實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位傳感，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度高、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01D5/12GK202938834SQ20122073005
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
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