角度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種角度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的角度傳感器如接觸式的電位器，通過檢測連接在轉(zhuǎn)軸上的電位器滑動引起的電路中電壓變化，計算出轉(zhuǎn)軸相應(yīng)的運動情況。其原理簡單，但電位器經(jīng)長時間的滑動摩擦，電阻體被磨損后，精度會下降，甚至完全失效，從而會導致車輛失控。
[0003]此外還有一種情況就是磁位置傳感器，利用永磁體的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，然后通過磁位置傳感芯片檢測磁場的方向，從而檢測出旋轉(zhuǎn)角度。但是這樣的結(jié)構(gòu)也存在一個問題，磁位置傳感芯片無法在強磁場中工作，特別是安裝在電機附近，受到電機的強磁場干擾而無法正常工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供一種角度傳感器來解決上述問題。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種角度傳感器，依次包括電路板、金屬塊和旋轉(zhuǎn)軸，所述的電路板上設(shè)有第一線圈，所述的第一線圈與金屬塊相對設(shè)置，所述的金屬塊靠近第一線圈的一側(cè)表面相對于第一線圈的距離隨旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)遞增或遞減，所述的旋轉(zhuǎn)軸的一端與金屬塊遠離第一線圈的一側(cè)固定連接。
[0006]所述的金屬塊為弧形，金屬塊的圓心與旋轉(zhuǎn)軸的軸心在同一軸線上，所述的金屬塊的厚度由一端向另一端漸增。
[0007]所述的電路板上還設(shè)有第一電感式感測芯片和控制芯片，所述的第一線圈與第一電感式感測芯片和控制芯片依次電連接。
[0008]實施方式1:所述的電路板上另設(shè)有第二線圈與第二電感式感測芯片，所述的第二線圈與第二電感式感測芯片也與控制芯片電連接。
[0009]實施方式2:所述的電路板設(shè)有溫度傳感器。
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)軸與金屬塊之間還設(shè)有底板，所述的電路板與底板之間還依次設(shè)有環(huán)形抵片和環(huán)形推力軸承，所述的環(huán)形抵片和環(huán)形推力軸承的內(nèi)圓半徑大于金屬塊的半徑，所述的金屬塊位于環(huán)形抵片和環(huán)形推力軸承的內(nèi)圓內(nèi)，所述的環(huán)形抵片是非金屬環(huán)形抵片。
[0011]還包括有第一底座和第二底座，所述的第一底座上設(shè)有圓槽，所述的底板安裝在圓槽內(nèi)，所述的圓槽周向設(shè)有若干彈簧孔，所述的彈簧孔內(nèi)設(shè)有第一彈簧，所述的第一彈簧上套有光滑塑料件，所述的光滑塑料件抵住底板的一側(cè)，所述的圓槽內(nèi)開有用于旋轉(zhuǎn)軸插入的第一通孔，所述的第二底座上也設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)軸插入的第二通孔，所述的旋轉(zhuǎn)軸通過卡簧固定在第二通孔內(nèi)。
[0012]還包括有上蓋，所述的上蓋設(shè)置在電路板遠離第一線圈的一側(cè)，所述的上蓋與第一底座配合連接。
[0013]所述的旋轉(zhuǎn)軸遠離金屬塊的一端固定有定位部，所述的定位部上設(shè)有螺絲通孔，所述的螺絲通孔內(nèi)設(shè)有第二彈簧并用螺絲擰入。
[0014]所述的定位部遠離旋轉(zhuǎn)軸的一端具有限位塊，所述的第二底座沿定位部轉(zhuǎn)動的運動軌跡上設(shè)有擋塊，所述的限位塊有兩個，兩個限位塊到定位部中心的連線形成的夾角略小于180°。
[0015]本實用新型的有益效果是，本實用新型角度傳感器，(1)利用金屬塊的厚度逐漸遞增，來實現(xiàn)與電路板上的線圈的距離改變，產(chǎn)生不同強度的互感效應(yīng)，電感式感測芯片檢測出線圈的阻抗與電感變化，機械結(jié)構(gòu)簡單，檢修非常方便，(2)采用先進電感式感測技術(shù)避免強磁場干擾；(3)通過溫度補償算法消除溫度對測量結(jié)果的影響；(4)采用松動抖動檢測算法提高傳感器的穩(wěn)定性與安全性；(5)無接觸式傳感測量提高傳感器的耐用性；(6)多方式信號輸出，與市場大部分角度傳感器輸出形式相符。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0017]圖1是本實用新型角度傳感器零部件分解圖，
[0018]圖2是本實用新型角度傳感器旋轉(zhuǎn)軸底部示意圖，
[0019]圖3是本實用新型角度傳感器電路板的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0020]圖4是控制芯片的外圍電路以及引腳規(guī)劃圖，
[0021]圖5是第一電感式感測芯片外圍電路圖。
[0022]圖中1、上蓋，2、電路板，3、環(huán)形抵片，4、推力軸承，5、金屬塊，6、底板，7、塑料件，8、連接柱，9、第一彈簧，10、塑料環(huán)，11、皮圈，12、第一底座，13、旋轉(zhuǎn)軸，14、第二底座，15、第一線圈，16、第一電感式感測芯片，17、控制芯片，18、溫度傳感器，19、外接接口，20、螺絲通孔，21、定位部，22、螺絲，23、第二彈簧，24、擋塊，25、限位塊。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0024]如圖1所示，本實用新型角度傳感器，依次包括電路板2、金屬塊5和旋轉(zhuǎn)軸13，電路板2上設(shè)有第一線圈15，第一線圈15與金屬塊5相對設(shè)置，金屬塊5靠近第一線圈15的一側(cè)表面相對于第一線圈15的距離隨旋轉(zhuǎn)軸13的旋轉(zhuǎn)遞增或遞減，旋轉(zhuǎn)軸13的一端與金屬塊5遠離第一線圈15的一側(cè)固定連接。
[0025]金屬塊5為弧形，金屬塊5的圓心與旋轉(zhuǎn)軸13的軸心在同一軸線上，金屬塊5的厚度由一端向另一端漸增。金屬塊5由銅制成。電路板2上還設(shè)有第一電感式感測芯片16和控制芯片17，第一線圈15與第一電感式感測芯片16和控制芯片17依次電連接。
[0026]旋轉(zhuǎn)軸13與金屬塊5之間還設(shè)有底板6，電路板2與底板6之間還依次設(shè)有環(huán)形抵片3和環(huán)形推力軸承4，環(huán)形抵片3和環(huán)形推力軸承4的內(nèi)圓半徑大于金屬塊5的半徑，金屬塊5位于環(huán)形抵片3和環(huán)形推力軸承4的內(nèi)圓內(nèi)，環(huán)形抵片3是非金屬環(huán)形抵片。
[0027]角度傳感器還包括有第一底座12和第二底座14，第一底座12上設(shè)有圓槽，底板6安裝在圓槽內(nèi)，圓槽周向設(shè)有若干彈簧孔，彈簧孔內(nèi)設(shè)有第一彈簧9，第一彈簧9上套有光滑塑料件7，光滑塑料件7抵住底板6的一側(cè)，圓槽內(nèi)開有用于旋轉(zhuǎn)軸13插入的第一通孔，第二底座14上也設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)軸13插入的第二通孔，旋轉(zhuǎn)軸13通過卡簧固定在第二通孔內(nèi)。
[0028]旋轉(zhuǎn)軸13遠離金屬塊5的一端固定有定位部21，定位部21上設(shè)有螺絲通孔20，螺絲通孔20內(nèi)設(shè)有第二彈簧23并用螺絲22擰入。定位部21遠離旋轉(zhuǎn)軸13的一端具有限位塊25，第二底座14沿定位部21轉(zhuǎn)動的運動軌跡上設(shè)有擋塊24，限位塊25有兩個，兩個限位塊25到定位部21中心的連線形成的夾角略小于180°，且位于擋塊24到定位部21中心的連線以及延長線的一側(cè)。
[0029]電路板2上另設(shè)有第二線圈與第二電感式感測芯片，第二線圈與第二電感式感測芯片也與控制芯片17電連接。電路板2設(shè)有溫度傳感器18。角度傳感器還包括有上蓋1，上蓋1設(shè)置在電路板2遠離第一線圈15的一側(cè)，上蓋1與第一底座12配合連接。
[0030]工作原理:通過旋轉(zhuǎn)方向盤，帶動旋轉(zhuǎn)軸13與金屬塊5 —起旋轉(zhuǎn)，金屬塊5表面與第一線圈15的距離隨之發(fā)生變化，第一線圈15與金屬塊5的距離變化產(chǎn)生不同強度的互感效應(yīng)，第一電感式感測芯片16檢測出第一線圈15的阻抗與電感變化，控制芯片17通過協(xié)議讀寫第一電感式感測芯片16，測量出旋轉(zhuǎn)軸13的角度并轉(zhuǎn)化為不同形式的電信號輸出。
[0031]具體的說，由于當旋轉(zhuǎn)軸13不轉(zhuǎn)變，即旋轉(zhuǎn)角度不變時，金屬塊5與第一線圈15之間必須保持相對靜止，不能有抖動的情況出現(xiàn)，否則會影響測量結(jié)果，底板6安裝在第一底座12內(nèi)的圓槽中，圓槽中周向設(shè)置有彈簧孔，彈簧孔內(nèi)設(shè)有第一彈簧9，第一彈簧9上套有光滑的塑料件7，塑料件7與底板6相抵，產(chǎn)生垂直于底板6的彈力，這樣金屬塊5與第一線圈15的距離就不會產(chǎn)生抖動。底板6的背面與旋轉(zhuǎn)軸13端部通過連接柱8相連接，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)軸13通過卡簧固定在第二底座14里，可以自由旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸13的底部有螺絲通孔20，螺絲通孔20內(nèi)放入第二彈簧23并再用螺絲22擰入，調(diào)節(jié)螺絲22的松緊可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動阻力的大小。由于底板6背面的彈簧彈力，使得底板6正面與環(huán)形抵片3緊貼在一起，為了減小底板6正面與環(huán)形抵片3的摩擦，底板6與環(huán)形抵片3之間設(shè)有推力軸承4，推力軸承4的軸心與金屬塊5的圓心在同一軸線上。由于電路板2與環(huán)形抵片3直接相接觸，所以環(huán)形抵片3的材料為非金屬材料。
[0032]金屬塊5背面通過連接柱8與旋轉(zhuǎn)軸13端部相套接，這樣旋轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動就可以帶動金屬塊5的旋轉(zhuǎn)，從而第一線圈15正對的金屬塊5的距離就會隨著旋轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動而均勻增大或者減小，第一線圈15與金屬塊5的距離變化產(chǎn)生不同強度的互感效應(yīng)，第一電感式感測芯片16檢測出第一線圈15的阻抗與電感變化，控制芯片17通過協(xié)議讀寫第一電感式感測芯片16，測量出旋轉(zhuǎn)軸13的角度并轉(zhuǎn)化為不同形式的電信號從外接接口 19輸出。
[0033]傳感器上蓋1也通過螺絲固定在第一底座12上，第一底座12固定在第二底座14上。
[0034]如圖3所示，為了解決溫度對測量結(jié)果的影響，有兩種實施方式。
[0035]實施方式1:在電路板2上另設(shè)一塊第二電感式感測芯片和第二線圈(圖中為標出)，第二電感式