[发明专利]转轴角度位置感测装置及感测系统

说明书

本发明提供一种用于感测转轴角度位置的传感器和感测系统，其中转轴上固定设置有导磁块，可随着转轴的转动而转动，该传感器包括磁铁装置和霍尔效应感测部件，该霍尔效应感测部件用于感测转轴的角度位置；当所述导磁块随着转轴转动时，所述磁铁装置产生的磁场发生变化，所述霍尔效应感测部件随着磁场的变化而产生电信号，所述电信号指示所述转轴的角度位置。本发明的传感器由于采用内置U形背磁技术，极大的提高了传感器的感测精度，因此采用单片设有一个霍尔效应感测部件的IC芯片就可以满足测量转轴角度位置的精度要求。

技术领域

本发明一般涉及转轴的角度位置的感测装置和感测系统，并且更具体地涉及利用感测磁场强度变化来探测转轴的角度的感测装置、感测系统。

背景技术

利用感测磁场的变化来探测转轴的角度位置在行业中是已知的。一般来说，现有转轴角度位置的感测系统包括磁铁和感测电路；其中磁铁安装在设置在转轴上(如齿轮箱中齿轮选择连动杆上)，转轴既能绕其轴心转动，也能沿其轴向移动，而感测电路分离的设置在邻近于磁铁的位置。这样，随转轴的旋转而转动的磁铁在感测电路处产生磁场强度变化，从而使得感测电路随着磁场强度的变化而输出电信号，以指示转轴的角度位置。

虽然现有转轴角度位置的感测系统能满足控制设备(如控制汽车)的需要，但还是有一些不足之处。第一，因为齿轮选择连动杆周围环境有磁场源，可能会干扰磁铁在转动时所产生的磁场强度变化，从而影响到感测电路的感测精度和灵敏度。第二，因为磁极沿转轴的轴向位移和震动，也会影响到感测电路的感测精度和灵敏度。

另外，现有的感测电路中使用设置在两个相互分离的芯片(IC)上的两个霍尔电路提供两路互补的电信号，这两个相互分离的IC并排地设置在一个电路印刷板上。因为两个IC是并排设置的，所以两个IC会感测到不同的磁场强度，这样的设置会对感测系统的装配公差(或公差容限)产生不利影响。而且，因为两个IC是并排设置的，所以要求磁铁沿转轴的轴向有一定的长度。

因此，有必要提供一种转轴的角度位置感测电路和感测系统，该感测电路和感测系统克服了现有转轴的角度位置感测电路和感测系统存在的缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于感测转轴角度位置的传感器和感测系统。

本发明提供一种用于感测转轴角度位置的传感器，所述转轴上固定设置有导磁块，可随着转轴的转动而转动，所述传感器包括：磁铁装置；和霍尔效应感测部件，用于感测转轴的角度位置；当所述导磁块随着转轴转动时，所述磁铁装置产生的磁场发生变化，所述霍尔效应感测部件随着磁场的变化而产生电信号，所述电信号指示所述转轴的角度位置。

进一步地，所述磁铁装置是U型磁铁；所述霍尔效应感测部件设置在所述U型磁铁的零磁场位置。

进一步地，所述的传感器包括传感器壳体和设置在所述传感器壳体中的印刷电路板；所述霍尔效应感测部件安装在所述印刷电路板上并延伸出所述印刷电路板的表面，从而从U型磁铁的一侧被插入U型磁铁。

进一步地，所述传感器设有传感器壳体，所述U型磁铁的U型开口位于所述传感器壳体的顶端，所述霍尔效应感测部件安装在所述印刷电路板的顶端，使得霍尔效应感测部件从所述U型磁铁的U型开口的顶端位置插入U型磁铁，从而使得所述霍尔效应感测部件处于U型磁铁的零磁场位置。

进一步地，所述霍尔效应感测部件设置在一个芯片(IC)上，所述IC的感测表面被设置在U型磁铁的零磁场位置。

进一步地，磁铁装置由三块磁铁组成，形成U型磁铁。

进一步地，所述霍尔效应感测部件包括一个输出口，所述输出口分为两个通道。

进一步地，所述两个通道提供两个互补的输出信号。