[发明专利]一种霍尔摇杆电位器制造方法

说明书

技术领域

本发明为一种霍尔遥杆电位器制造方法，属电子技术。使用这种方法能够十分容易地制造出无触点霍尔遥杆电位器，可用于霍尔遥杆电位器的设计和制造。

背景技术

随着自动化技术的发展，在建筑机械、安防监控、机器人、医疗保健器械和轮椅车中，都广泛使用摇杆电位器。目前已经生产出来的摇杆电位器，绝大多数都是有触点的电位器，国外也有采用霍尔元件做成的霍尔摇杆电位器。但是现有的有触点电位器存在下述不足之处：(1)、结构复杂、制作工艺要求高，导致成本很高。(2)、抗振动特性不佳，使用环境要求高。(3)、耐久性差，长时间使用以后输出特性变异，导致控制失误。国外现有的霍尔摇杆电位器也存在问题：结构虽然简单，但是制造工艺复杂，精度要求极高，导致生产成本过高，而国内由于磁性材料生产工艺落后，生产出来的磁钢两个磁极间的磁力线中心轴线与磁钢的结构中心线存在较大的偏差，根本不能应用在摇杆电位器上，也就不能生产出这种霍尔摇杆电位器，因此现在国内使用的霍尔摇杆电位器都依赖进口，价格也高居不下。

发明内容

本发明的目的是提出一种霍尔遥杆电位器制造的方法，本发明的方案是：使用线性霍尔元件和球形含磁体组成霍尔摇杆电位器，这个含磁球是采用两片均衡导磁片安装在磁钢的两个极面上，并封装于一个球形壳体内组合而成。均衡导磁片修正了磁钢所产生的相对于磁钢结构中心线可能歪斜的磁场，使电位器中的霍尔元件在摇杆没有被摆动时处于磁场的零位而输出为中点电位。形成一种结构简单、容易制造、成本低廉、安全可靠的霍尔摇杆电位器，具有极好的抗冲击、抗振动、能适应不同环境要求，可以直接输出与摆动角度相对应的电压信号，这种方法足以满足许多用户设计制造霍尔摇杆电位器的需要。

附图说明

图1是国外现有摇杆和磁体的结构示意图。

图2是本发明的磁性组合体和霍尔元件在摇杆处于零位时的结构示意图。

图3是本发明磁性组合体中的均衡导磁片为碟型结构的不意图。

图4是理想状态下在摇杆处于零位时的磁场和霍尔元件之间位置关系示意图。

图5、6是磁场中心线偏离磁钢结构中心线后摇杆处于零位状态时霍尔元件在磁场中的位置示意图。

图7是采用两块均衡导磁片修正以后的磁场示意图。

图8、图9是本发明的磁性体被摆动以后霍尔元件在磁场中的位置示意图。

在图2中，(1)是电位器的摇杆，(2)是磁钢，(3)是线性霍尔元件，(4)是均衡导磁片，(5)是球状壳体，(6)是电位器壳体。

具体实施方式

在图2中，采用线性霍尔元件(3)和磁钢(2)加上两片均衡导磁片(4)构成本发明的霍尔摇杆电位器。电位器内的磁钢(2)被两片均衡导磁片(4)夹持，这两片均衡导磁片(4)分别处于磁钢(2)的N极和S极，组合而成的一个磁性体被球形的塑料包裹在球的中心，在外力作用下，这个含磁球在电位器内的一定范围里可以沿任何方向摆动，两只线性霍尔元件分别安装在电位器的壳体(6)上，并相距90度安放，可以感受到含磁球被摆动时磁场沿X轴和Y轴方位强度的变化，从而输出不同的电压。

在不受外力作用时含磁球处于平衡零位，在图8和图9中，由于受到外力的作用摇杆摆动，磁场偏离平衡零位，使线性霍尔元件(3)相对于球形磁体零位之间产生偏移，由线性霍尔元件输出的电压发生改变，这个电压值，正比于该球形磁体关于平衡位置的倾斜角度，从而实现摇杆电位器的功能。

线性霍尔元件在没有磁场作用时，当提供给霍尔元件的电源为5V电压时，输出的是中点直流电压2.5V，在理想状态下，当摇杆处于图4和图7所示的平衡位置时，含磁球的磁场作用在霍尔元件上的场强为0，输出的也是2.5V电压，当摇杆偏移到图8或图9的极限位置时，含磁球的磁场的N极或S极作用在霍尔元件上，霍尔元件所在位置的磁场接近为正的或负的最大值，使霍尔元件输出4.2V或0.8V左右的电压；当摇杆分别处于两个极限位置与平衡点之间时，含磁球的N极段磁场或者S段磁场分别作用在线性霍尔元件上，使霍尔元件输出电压值在2.5V到4.2V之间或者在0.9V到2.5V之间。

由此可见，在摇杆的整个旋转过程中，霍尔元件始终对应着含磁球所产生的一个特定磁场位置，从而输出不同的电压，这样，通过测量输出电压就知道了摇杆摆动到的位置，从而实现摇杆电位器的功能。

可是根据国内目前的工艺和制造水平，实际生产出来的磁钢经过充磁以后的磁力线束轴心线与磁钢结构轴心线存在较大的差异，如图5、图6。这样导致摇杆处于平衡位置时的电位器输出已经不是零位的2.5V电压，有效输出的动态范围减少，实际制造出来的摇杆电位器根本不能使用。