專利名稱：一種非接觸式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非接觸式傳感器。
背景技術(shù)：
隨著汽車科技的發(fā)展，越來越多的傳感器在汽車上得到了應(yīng)用并隨著汽車相關(guān)器件的變化而變化。汽車上的節(jié)氣閥和廢氣再循環(huán)閥對汽車燃料的燃燒效率及尾氣中污染物含量的多少起著至關(guān)重要的作用。為了獲悉節(jié)氣閥和廢氣再循環(huán)閥開度的大小，往往需要為它們配備適用的傳感器。由于我國對汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的機(jī)械式節(jié)氣閥和機(jī)械式廢氣再循環(huán)閥將會逐步被電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥所替代，傳統(tǒng)的機(jī)械拉線驅(qū)動的方式將變?yōu)殡姍C(jī)驅(qū)動的方式。而傳統(tǒng)的傳感器均為接觸式傳感器(即碳膜滑動變阻器式傳感器)，這種傳感器由于存在摩擦損耗，其使用壽命往往較短且檢測精度不高。因此，傳統(tǒng)的接觸式傳感器以無法滿足汽車對電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥的檢測需要。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種非接觸式傳感器，以實(shí)現(xiàn)對電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥的高精度檢測，技術(shù)方案如下一種非接觸式傳感器，包括彼此分離的定子部分和轉(zhuǎn)子部分，所述定子部分包括可編程的霍爾感應(yīng)單元；所述轉(zhuǎn)子部分包括齒輪、固定于所述齒輪上的磁鋼及與所述齒輪相連接的轉(zhuǎn)軸；所述齒輪用于跟隨被測移動件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動并帶動磁鋼沿所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角度為傳感器的輸入信號；所述可編程的霍爾感應(yīng)單元，用于感應(yīng)所述磁鋼轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的磁通量變化并轉(zhuǎn)換成與所述輸入信號相對應(yīng)的電信號，所述電信號為傳感器的輸出信號，所述與所述輸入信號相對應(yīng)的電信號的大小可以由所述可編程的霍爾感應(yīng)單元保存和多次更新。通過應(yīng)用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非接觸式傳感器可以解決傳統(tǒng)的接觸式傳感器所帶來的摩擦問題，并且同時提高了檢測精度，滿足了汽車對電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥的檢測需要。由于本實(shí)用新型采用了可編程的芯片，因此同一款傳感器可以用于不同型號的電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥中，有利于批量生產(chǎn)，降低產(chǎn)品成本。同時，在新產(chǎn)品的研發(fā)過程中，可以適應(yīng)不同系統(tǒng)集成廠家的技術(shù)要求，大大降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非接觸式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的輸入信號與輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種輸入信號與輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種輸入信號與輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系圖；圖5-(1)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種非接觸式傳感器中轉(zhuǎn)子部分三視圖中的主視圖；圖5-( 為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種非接觸式傳感器中轉(zhuǎn)子部分三視圖中的左視圖；圖5-C3)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種非接觸式傳感器中轉(zhuǎn)子部分三視圖中的俯視圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種非接觸式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非接觸式傳感器，包括彼此分離的定子部分2和轉(zhuǎn)子部分1，定子部分2包括可編程的霍爾感應(yīng)單元6 ；所述轉(zhuǎn)子部分1包括 齒輪5、固定于齒輪5上的磁鋼3及與齒輪5相連接的轉(zhuǎn)軸4 ；齒輪5用于跟隨被測移動件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動并帶動磁鋼3沿轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動的角度為傳感器的輸入信號；可編程的霍爾感應(yīng)單元6，用于感應(yīng)磁鋼3轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的磁通量變化并轉(zhuǎn)換成與輸入信號相對應(yīng)的電信號，電信號為傳感器的輸出信號，與輸入信號相對應(yīng)的電信號的大小可以由可編程的霍爾感應(yīng)單元6保存和多次更新。其中，所述電信號可以為電壓信號。當(dāng)然，也可以為電流信號或其他形式的電信號。其中，霍爾感應(yīng)芯片電路6可以包括可編程的霍爾感應(yīng)芯片及其周邊電路，具體的芯片信號及其周邊電路組成和連接方式有多種，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再累述。需要說明的一點(diǎn)是，可編程芯片是一種可通過編程或軟件配置改變控制對策的芯片。 而且，可編程芯片是支持反復(fù)擦寫的。為了更好的說明本實(shí)用新型中可編程的霍爾感應(yīng)單元更新與輸入信號相對應(yīng)的電信號的大小，下面舉例說明傳統(tǒng)的傳感器中，輸入信號和輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系是固化在芯片內(nèi)的，固化后不能再進(jìn)行修改和更新。如圖2所示，出廠時，某種傳感器的輸入信號與輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系的表達(dá)式為Y = X；其中，Y表示輸出信號，單位為伏特(V) ；X表示輸入信號，單位為度(° )。以圖中點(diǎn)A為例，當(dāng)輸入信號X為5°時，對應(yīng)的輸出信號Y為5V。[0025]然而，對于同樣的輸入信號，在不同的裝置和系統(tǒng)中，其對應(yīng)的輸出信號大小的要求是不同的。如圖3所示，某系統(tǒng)要求該傳感器的輸入信號與輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系為Y = 2X ；其中，Y表示輸出信號，單位為伏特(V) ；X表示輸入信號，單位為度(° )。以圖中點(diǎn)A為例，當(dāng)輸入信號X為5°時，對應(yīng)的輸出信號Y為10V。而對于這樣的要求，傳統(tǒng)的傳感器中，由于輸入信號和輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系是固化的，所以需要重新生產(chǎn)一個傳感器并將新的輸入信號和輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系固化在傳感器的芯片內(nèi)。這樣就增加了企業(yè)的成本并且延長了生產(chǎn)周期。而本實(shí)用新型中，由于采用了可編程芯片，因此本實(shí)用新型的非接觸式傳感器可以根據(jù)不同的需要對對應(yīng)于輸入信號的輸出信號的大小進(jìn)行改變并保存。具體的，本實(shí)用新型的非接觸式傳感器可以適應(yīng)于各種對輸出信號有不同要求的系統(tǒng)中。對于圖2所示對應(yīng)關(guān)系變?yōu)閳D3所示對應(yīng)關(guān)系的舉例，本實(shí)用新型只需要將圖3所示對應(yīng)關(guān)系的相應(yīng)程序輸入到原有傳感器的可編程芯片中，就可以更新原有的輸入信號與輸出信號之間的對應(yīng)關(guān)系，即更新了與輸入信號對應(yīng)的輸出信號的大小。當(dāng)然，本實(shí)用新型所提供的一種非接觸式傳感器不僅可以實(shí)現(xiàn)模擬量輸出，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸出。如圖4所示，輸入信號與輸入信號之間的對應(yīng)關(guān)系可以表示為y = 1 ;2 < X < 5。其中，y表示本實(shí)用新型的非接觸式傳感器輸出的數(shù)字量；X表示輸入信號，單位為度(° )。對于這樣的對應(yīng)關(guān)系，本實(shí)用新型只需要將體現(xiàn)該對應(yīng)關(guān)系的程序?qū)懭氡緦?shí)用新型提供的傳感器中就可以實(shí)現(xiàn)改變、更新與輸入信號對應(yīng)的輸出信號的大小。在實(shí)際應(yīng)用中，還存在更多的對應(yīng)關(guān)系，方便起見，就不再一一贅述。需要說明的一點(diǎn)是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當(dāng)輸出信號為電壓信號時，在沒有升壓裝置的情況下，輸出信號的電壓值不會高于傳感器的供電電壓。如果要求輸出信號的電壓值高于供電電壓值，則需要加裝升壓設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，由于本實(shí)用新型的霍爾感應(yīng)芯片是可編程的，因此，本實(shí)用新型還可以根據(jù)需要設(shè)定檢測的范圍。具體的設(shè)定方法有多種，如將超出所設(shè)定的檢測范圍的輸出信號的值設(shè)為0，本實(shí)用新型就不再一一贅述。由于本實(shí)用新型霍爾感應(yīng)芯片是可編程的，因此同一款傳感器可以用于不同型號的電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥中，有利于批量生產(chǎn)，降低產(chǎn)品成本。同時在新產(chǎn)品的研發(fā)過程中，可以適應(yīng)不同系統(tǒng)集成廠家的技術(shù)要求，大大降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。由于汽車內(nèi)空間的限制，申請人發(fā)現(xiàn)，實(shí)際應(yīng)用中定子部分2與轉(zhuǎn)子部分1的間距為0. 2-3mm較為合適。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，齒輪5可以跟隨電子節(jié)氣閥或電子廢氣再循環(huán)閥的電機(jī)轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，當(dāng)然在電機(jī)與齒輪5之間還可以有任意個傳動齒輪。在實(shí)際應(yīng)用中，由于電機(jī)安裝位置及生產(chǎn)成本的限制，電機(jī)往往不能直接驅(qū)動齒輪5的轉(zhuǎn)動，在電機(jī)和齒輪5 之間往往設(shè)置有齒輪減速傳動機(jī)構(gòu)，用來減速增扭。這樣就可以采用較小功率的電機(jī)(安裝尺寸相應(yīng)減小)就可以克服轉(zhuǎn)軸4及閥片阻力，從而順利轉(zhuǎn)動閥片。其中，齒輪減速傳動機(jī)構(gòu)中可以包括任意個齒輪。為了防止齒輪5的轉(zhuǎn)動超出設(shè)備所允許的轉(zhuǎn)動閾值，在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中，還可以為齒輪5添加限位擋塊，限定齒輪轉(zhuǎn)動的角度。需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)子部分1中的齒輪5、轉(zhuǎn)軸4和磁鋼3的結(jié)構(gòu)可以為多種，轉(zhuǎn)子部分1中各部分的連接方式也可以為多種，本實(shí)用新型在此不做限定。下面公開一種本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)子部分1的結(jié)構(gòu)及其中各部分的連接方式。圖5為本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)子部分的三視圖，其中圖5-(1)為主視圖，圖5-(2)為左視圖，圖5-(3)為俯視圖。結(jié)合圖5-(1)、圖5-( 和圖5-C3)可知，轉(zhuǎn)軸4的一端設(shè)置為圓柱形，與齒輪相連接的一端在圓柱上銑去一部分，成為一扁形柱體，該扁形柱體與齒輪5底端的一扁孔fe緊密連接。齒輪 5的上端有一沉頭孔5b，與磁鋼3緊密連接，磁鋼3的底面落在抬肩5c上，使磁鋼3徑向定位。磁鋼3上的兩個沉頭孔3a與齒輪5上的兩個柱體5d緊密配合并連接，使磁鋼3軸向定位。齒輪5通過齒牙k接收電機(jī)輸入的扭矩，帶動磁鋼3和轉(zhuǎn)軸4同步轉(zhuǎn)動。齒輪5上的凸起5f、5g分別為轉(zhuǎn)動的起始處和終止處的限位擋塊。在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中，為了檢測和提供傳感器的檢測精度，還可以對傳感器進(jìn)行標(biāo)定。下面公開一種本實(shí)用新型所使用的標(biāo)定方法將本實(shí)用新型的傳感器安裝在標(biāo)定臺上，該標(biāo)定臺由閥體夾具、電機(jī)、轉(zhuǎn)角測量儀、傳感器編程器及相應(yīng)控制電路組成。電機(jī)帶動齒輪5轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到起始限位擋塊5f時停止。這時通過編程器對該點(diǎn)(設(shè)為A)進(jìn)行標(biāo)定。然后反向轉(zhuǎn)動電機(jī)，帶動齒輪5轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到終止處的限位擋塊5g時停止。這時再對該點(diǎn)(設(shè)為B)進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)然，為了提高精度，還可以對限位擋塊5f和5g之間的任意多個點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定以對中間數(shù)值進(jìn)行修訂。為方便理解，下面詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的非接觸式傳感器的工作過程在汽車的發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)開始工作時，電子節(jié)氣閥或電子廢氣再循環(huán)閥在彈簧回位力矩的作用下， 處于最小開度即起始限位擋塊5f所限定的位置，傳感器的輸出信號為預(yù)先標(biāo)定的起始信號值。當(dāng)電子節(jié)氣閥或電子廢氣再循環(huán)閥在系統(tǒng)命令下逐漸打開時，根據(jù)傳感器感應(yīng)到的角度變化所帶來的磁通量的變化，就可以輸出對應(yīng)的輸出信號值。在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型對傳感器的標(biāo)定方法可以有兩種一種是預(yù)先標(biāo)定，即根據(jù)要求將標(biāo)定好的數(shù)據(jù)預(yù)先寫入傳感器芯片中，通過調(diào)整傳感器中轉(zhuǎn)子部分與定子部分的位置，使起始點(diǎn)與終止點(diǎn)處傳感器達(dá)到要求。另一種是在線設(shè)定與定子部分的位置，即先將本實(shí)用新型的傳感器在被測試件上安裝好以后，在外力作用下將轉(zhuǎn)軸先后轉(zhuǎn)到起始點(diǎn)及終止點(diǎn)位置，從而對這兩點(diǎn)的輸出信號進(jìn)行標(biāo)定，再在中間取點(diǎn)，對中間的線性部分進(jìn)行標(biāo)定，最后再將程序?qū)懭胄酒?。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，由于本實(shí)用新型的非接觸式傳感器可以根據(jù)需要設(shè)定檢測的范圍、起始位置信號輸出值、終止位置信號輸出值以及中間位置信號輸出值，因此同一款傳感器可以用于不同型號的電子節(jié)氣閥或電子廢氣再循環(huán)閥上，有利于批量生產(chǎn)，降低產(chǎn)品成本。同時在新產(chǎn)品的開發(fā)過程中，可以適應(yīng)不同系統(tǒng)集成的廠家的技術(shù)要求，僅需要對傳感器進(jìn)行編程就可以實(shí)現(xiàn)，降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非接觸式傳感器可以解決傳統(tǒng)的接觸式傳感器所帶來的摩擦問題，并且同時提高了檢測精度，滿足了汽車對電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥的檢測需要。[0044]如圖6所示，在本實(shí)用新型其他實(shí)施例提供的一種非接觸式傳感器中，定子部分 2還可以包括保護(hù)外殼9。公知的是，保護(hù)外殼9可以設(shè)置于霍爾感應(yīng)芯片電路6的上側(cè)， 可以起到防塵作用。更進(jìn)一步的，還可以把霍爾感應(yīng)芯片電路6設(shè)置在保護(hù)外殼9的內(nèi)部， 從而還可以起到防水的作用。當(dāng)然，如圖6所示，定子部分2還可以包括接插頭8，從而可以優(yōu)化傳感器與外部的線路的連接方式。本說明書中的各個實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。以上所述僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種非接觸式傳感器，其特征在于，包括彼此分離的定子部分和轉(zhuǎn)子部分，所述定子部分包括可編程的霍爾感應(yīng)單元；所述轉(zhuǎn)子部分包括齒輪、固定于所述齒輪上的磁鋼及與所述齒輪相連接的轉(zhuǎn)軸；所述齒輪用于跟隨被測移動件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動并帶動磁鋼沿所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的角度為傳感器的輸入信號；所述可編程的霍爾感應(yīng)單元，用于感應(yīng)所述磁鋼轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的磁通量變化并轉(zhuǎn)換成與所述輸入信號相對應(yīng)的電信號，所述電信號為傳感器的輸出信號，所述與所述輸入信號相對應(yīng)的電信號的大小可以由所述可編程的霍爾感應(yīng)單元保存和多次更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述傳感器，其特征在于，所述定子部分還包括保護(hù)外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述可編程的霍爾感應(yīng)單元，包括可編程的霍爾感應(yīng)芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述齒輪上還設(shè)置有限位擋塊，用于限定齒輪轉(zhuǎn)動的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述定子部分與所述轉(zhuǎn)子部分的間距為 0. 2-3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述齒輪的底端設(shè)置有一扁孔，所述轉(zhuǎn)軸與所述齒輪連接的一端為扁形柱體，并與所述扁孔緊密連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的傳感器，其特征在于，所述齒輪的上端設(shè)置有沉頭孔，所述齒輪通過所述沉頭孔與所述磁鋼緊密連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器，其特征在于，所述齒輪上還設(shè)置有兩個柱體，所述磁鋼上還設(shè)置有兩個沉頭孔，所述兩個沉頭孔與所述兩個柱體緊密配合并連接，使磁鋼軸向定位。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種非接觸式傳感器，可以解決傳統(tǒng)的接觸式傳感器所帶來的摩擦問題，并且同時提高了檢測精度，滿足了汽車對電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥的檢測需要。由于本實(shí)用新型采用了可編程的芯片，因此同一款傳感器可以用于不同型號的電子節(jié)氣閥和電子廢氣再循環(huán)閥中，有利于批量生產(chǎn)，降低產(chǎn)品成本。同時，在新產(chǎn)品的研發(fā)過程中，可以適應(yīng)不同系統(tǒng)集成廠家的技術(shù)要求，大大降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。
文檔編號G01B7/30GK202109882SQ201120182929
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者彭憶強(qiáng), 楊燕紅 申請人:西華大學(xué)