[实用新型]一种磁敏角度传感器

说明书

本实用新型属于电子传感器技术领域，特别涉及一种磁敏角度传感器，它用于测量角度、位置及位移等非电量，并转换为电信号输出。

目前，现有技术医用心电图机的磁敏角度传感器，主要有日本产品CP-2U型及LPO5D3H1A型传感器。该产品存在制作工艺极为复杂、机械零件加工难度较大以及成本昂贵等问题。为了克服现有技术的不足之处，对于开发研制出一种制作工艺简洁、机械零件加工较方便以及成本较低的磁敏角度传感器、是十分必要的。

本实用新型的目的：为了克服现有技术的不足之处，而在于提供一种磁敏角度传感器。它主要由轴磁组件、芯片、补偿电路以及外壳等所构成。具有制作工艺简洁、结构牢固性好、可靠性高、有指零功能、线性度好、灵敏度高、温度系数小、适用范围宽、寿命长、成本较低以及易于生产实施等特点。

为了实现这一目的，本实用新型的发明方案是：它是利用磁阻效应的磁电变换元件的工作原理。在说明书附图中，图1给出该磁敏角度传感器的结构示意图。它主要由轴磁组件、芯片(8)、补偿电路(11)(如图3所示)以及外壳组件4个部分所构成。其中：轴磁组件是由轴(1)、2个D1000083轴承(2)、轴座(3)、卡圈和垫圈(4)、M1.4螺钉(5)、L型结构的磁铁座(6)以及磁铁(7)所构成。芯片(8)是由采用磁敏材料半导体单晶锑化铟(Insb)或采用强磁性如(Ni-Fe)磁敏薄膜材料、基片、盖片以及铁柱(9)等所构成。补偿电路(11)如图3所示。外壳组件是由外壳(13)、2个M2长螺钉(14)、胶木支架(15)、2个埋头螺钉(16)以及接地线(17)等所构成。将上述装配好的4个部分组件，然后按照图1进行总装配，即构成该磁敏角度传感器。有关图1、图2、以及图3的具体结构特征和实施方案，在说明书附图说明中加以说明。

本实用新型的优点：

该磁敏角度传感器是利用磁阻效应的磁电变换元件的工作原理，它是按照图1、图2以及图3先分别装配好轴磁组件、芯片(8)、补偿电路(11)(如图3所示)以及外壳组件4个部分，然后按照图1进行总装配，即构成该磁敏角度传感器。其中轴(1)是通过M1.4螺钉(5)与L型结构的磁铁座(6)联接，使轴(1)向位移和径向位移均小于0.01mm，L型的磁铁座(6)是采用3号胶粘接固定在磁铁(7)上，并通过2个M2的长螺钉(14)使胶木支架(15)与轴座(3)固定，在支架(15)上有月形槽，以便于转动支架(15)调零点，使之有指零功能(即电学零点与机械零点合一)，当心电图机的笔头插入装配孔(1-1)(为机械零点)，且垂直于按装孔2×M3螺孔(3-1)时，其电学输出为零，在调试心电图机时，无须调零点，使用极其方便。其制作工艺十分简洁，结构紧凑，磁铁(7)按装牢固性好，降低机械零件加工的难度，使制作成本降低。芯片(8)的磁敏材料上制作有上千根宽为15-20微米，长为0.15毫米的铟短路条，它是用特有的新工艺化学电镀方法制作的，以提高芯片(8)的线性度和灵敏度。芯片(8)是用3号胶粘接固定在铁柱(9)上，芯片(8)与磁铁(9)的间距是控制在0.1-0.2mm之间，保证一致性和对中心好，使该产品性能一致性好。因此，它具有制作工艺简洁、结构紧凑、机械零件加工较方便、磁铁按装牢固性好、可靠性高、有指零功能、分辨率高、转动力矩小0.5gcm、线性度高、转动频响可达100Hz与灵敏度高、温度系数小、噪声小、寿命长、成本较低以及易于生产实施等特点。

该磁敏角度传感器，适用于国内外的单导或多导的心电图机、找平仪以及倾角仪等自动控制的仪器中。主要技术参数有：A、工作直流电压Uin＝5伏；B、输入电阻≥3KΩ±20％、输出电阻＜16KΩ；C、灵敏度S＝2.2—3％Uin/10°；D、线性度L≤1％FS；E、工作角度90°、45°、30°角；F、零点温漂≤0.05％/℃；G、温度系数≤0.03％/℃；H、工作温度0-50℃；J、电学零点与机械零点误差≤5mv；K、力矩0.5gcm及转动频响100HZ。

以下结合说明书附图，对本实用新型的具体结构特征和实施方案作进一步说明。

图1给出该磁敏角度传感器的结构示意图，图2给出图1的俯视图以及图3给出补偿电路(11)的工作原理图。