[发明专利]位移测量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及位移测量技术领域，尤其涉及一种位移测量传感器。

背景技术

编码器被广泛用于测量位移或角位移，编码器是一种可以把角位移或 直线位移转换成电信号的传感器，其广泛应用于电机转速测量、机器位置 控制、精密仪器控制等工业领域。

目前主流的编码器为光电式编码器，光电式编码器对环境要求高，会 受到气泡、强光、污垢以及渗透等因素的影响，因此其抗干扰能力差，测 量精度低。另外，按照工作原理划分，编码器可以分为增量式和绝对式两 类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变 成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小；绝对式编码器的每一个位置 对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关， 而与测量的中间过程无关，绝对式编码器的精度远胜于增量式编码器。

目前，应用较多的绝对式编码器主要是光电式编码器，由于目前常用 的磁性传感器元件霍尔元件灵敏度低，精度低，且需要额外的聚磁环，因 此体积大，而绝对位移传感器的码盘或码尺的编码单元信号量低且密集， 而且需要传感单元体积足够小可以集成到设备中，因此采用现有技术的磁 性绝对位移编码器难以实现。另外，现有的磁性编码器采用硅钢作为编码 模块，其中精密加工的硅钢是编码器的主要成本，由于加工精度要求高因 此价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种精度较高、稳定 性好、成本低的位移测量传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种位移测量传感器，包 括磁性传感单元组以及编码模块，所述编码模块包含硬磁材料，磁性传感单元 组包括三个以上的磁场敏感方向相同的磁性传感单元，所述磁性传感单元沿着 编码模块的移动方向排成一列。

测量时，编码模块与待测物相连，当编码模块移动时，多个磁性传感 单元测出编码模块的磁信号，多个磁性传感单元输出信号可通过计数器来 控制工作时序，最终输出信号转化为串行模拟输出，也可以通过特定的电 路模块转化为串行数字输出，由于编码模块的磁信号是唯一且只与编码模 块的绝对位置相关，因此可根据多个磁性传感单元的输出信号得出编码模 块的移动位移，因编码模块和待测物相连，进而可以得出待测物的移动位 移。

有益效果：由于采用磁性传感单元，避免了现有技术的光敏元件容易 脏污的缺陷，提高了稳定性；由于采用绝对位移编码器的结构，同时，由 于多个磁性传感单元测量编码模块的磁信号，因此其测量精度高，由于采 用包含硬磁材料的编码模块，不需要采用硅钢制作编码模块，因此降低了 成本。

第二方面，本发明还提供了一种位移测量传感器，包括磁性传感单元 组、编码模块以及磁体，所述编码模块包含磁性材料且其表面具有磁图案， 磁图案的形状对应不同的编码，磁性传感单元组包括三个以上的磁场敏感 方向相同的磁性传感单元，所述磁性传感单元沿着编码模块的移动方向排 成一列。其工作原理与上述位移测量传感器相同。

有益效果：由于采用磁性传感单元，避免了现有技术的光敏元件容易 脏污的缺陷，提高了稳定性；由于采用绝对位移编码器的结构，同时，由 于多个磁性传感单元测量编码模块的磁信号，因此其测量精度高，同时， 其测量精度可通过设置磁性传感单元的个数来提高，不需要对包含磁性材 料的编码模块进行精加工，因此降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图1是本发明的实施例一对应的结构示意图；

图2是本发明实施例二对应的结构示意图；

图3是线性磁电阻元件的阻值随外磁场变化的曲线图；

图4是V型磁电阻元件的阻值随外磁场变化的曲线图；

图5是数字输出波形图；

图6是原始输出波形图。

具体实施方式