一種磁阻式傾角傳感器制造技術

本發明專利技術提供一種磁阻式傾角傳感器，包括：筒體，端蓋，連接件、芯軸，固定板，環形軟磁體，E型軟磁體線圈，檢測電路。其中，所述芯軸中間具有通槽；所述固定板通過所述通槽與所述芯軸連接；所述固定板和所述芯軸穿設于所述環形軟磁體，且所述固定板兩側邊與所述環形軟磁體內側面固定連接；所述連接件，位于所述筒體和/或端蓋上，并與所述芯軸兩端相配合連接；所述E型軟磁體線圈安裝于所述筒體外側面；所述筒體與所述端蓋密閉連接形成封閉腔體；所述環形軟磁體通過所述固定板與所述筒體偏心固定；所述檢測電路，與所述E型軟磁體線圈相連接，用于檢測振蕩頻率值，通過振蕩頻率值映射得到傾角角度。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據信息檢測領域，特別涉及一種磁阻式傾角傳感器。
技術介紹
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。傾角傳感器作為傳感器的一種，其是根據牛頓第二定律為理論基礎制作，用于測量物體相對于水平面的角度的儀器。也就是說，傾角傳感器可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。·傾角傳感器被廣泛用于各種測量角度的應用中。例如，高精度激光儀器水平、工程機械設備調平、遠距離測距儀器、高空平臺安全保護、定向衛星通訊天線的俯仰角測量、船舶航行姿態測量、盾構頂管應用、大壩檢測、地質設備傾斜監測、火炮炮管初射角度測量、雷達車輛平臺檢測、衛星通訊車姿態檢測等等。在上述各種儀器及裝置的反饋控制系統中，傾角傳感器作為反饋環節的主要器件其重要性不言而喻，其輸出信號往往是控制系統做出決策的重要依據，反饋信號的失真可能會帶來災難性的后果。例如傾角傳感器配合液位傳感器用于山體滑坡或雪崩監測，其通過無線傳感系統將數據傳輸到中央控制系統，實時監測山體狀態，可以有效減小山體滑坡帶來的損失。又例如傾角傳感器應用于鐵路鐵軌，具體地，傾角傳感器應用于輸電線鐵塔傾斜角度監測，可以實時監測輸電線傾斜角度，一旦因為大風等自然災害導致傾斜角度過大，實時發出預警信號，由工作人員維修，進而減少損失，等等。現有的傾角傳感器中，一類是基于電容原理而設計的。該類傳感器的典型產品是美國生產的AccuStar傾角傳感器。它的設計主要在兩半傳感器外蓋之間夾持著一片普通電容片。該電容片經過蝕刻，組成了兩個可變電容器。傳感器組件，即電容的兩個電極間充滿了介電質溶液和惰性氣體。當傳感器有旋轉運動時，傳感器的電容電極間的電解液液面由于要保持水平也將隨之改變位置，從而使電容器產生線性變化，最終使傳感器輸出相應的傾角信號。還有一類傾角傳感器是基于加速度傳感器而設計的。基于加速度傳感器的傾角傳感器的基本原理是加速度傳感器輸出信號經模數轉換后，交由微處理器進行濾波、平滑、方差估計等處理后，獲得精確瞬時加速度，最終將精確瞬時加速度解算為傾角信息。另一類傾角傳感器是基于磁阻傳感器原理而設計的。該類傳感器的代表是美國Precision Navigation公司的TCM系列電子羅盤。該類傳感器基于磁感(MI)技術，即磁場變化引起傳感單元電感量的變化，經Α/D電路將傳感器輸出的模擬電壓轉換成數字信號。由于該傳感器給出的數據是在對地磁場的測量基礎上計算得出的。還有一類傾角傳感器是基于MEMS角速率陀螺儀設計的傾角傳感器。其中只輸出角速率的傳感器是以北京星網宇達公司設計的XWG80型低功耗微機械陀螺儀和美國生產的CRS03型陀螺儀為代表的角速率陀螺儀。這兩個型號的角速率陀螺儀都是基于MEMS角速率陀螺儀芯片設計外圍電路，使傳感器能夠輸出與旋轉角速率成正比的模擬電壓。上述傾角傳感器原理不同，各具特點，但同時又具有無法克服的局限性。其中，電容原理傳感器和加速度計傳感器的測量原理都是以重力擺為原型的，電容原理傳感器和加速度計傳感器在用于動態測量時受平動加速度的影響是無法消除的，這也從另一個側面說明了這些傳感器用于動態測量是不可行的。磁阻原理傳感器的測量，一方面受周圍環境的磁場影響(如高大建筑物、鐵礦山、發電廠、高壓變電設備等，甚至靠近傳感器的鋼鐵物品)，另一方面，雖然現有磁阻原理傳感器具有靜態磁場校正功能，但是其不具有對于動態磁場的校正功能，所以不適用于動態系統中的傾角測量。高檔陀螺儀能夠輸出空間歐拉角的三個轉動角度、角速度和角加速度，以及三個方向的平動速度、平動加速度，雖然高檔陀螺儀的傳感器可以應用于動態系統中的傾角測量，但該類型傳感器價格較為昂貴，會大大提高反饋系統的成本，不利于廣泛應用。 因此，如何提供一種傾角傳感器，能夠克服上述缺點，成為亟待解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是如何提供一種磁阻式傾角傳感器，利用偏心原理，能夠在動態系統中測量到傾角角度與方向的問題。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種磁阻式傾角傳感器，包括筒體，端蓋，連接件、芯軸，固定板，環形軟磁體，E型軟磁體線圈，檢測電路；其中，所述芯軸中間具有通槽；所述固定板通過所述通槽與所述芯軸連接；所述固定板和所述芯軸穿設于所述環形軟磁體，且所述固定板兩側邊與所述環形軟磁體內側面固定連接；所述連接件，位于所述筒體和/或端蓋上，并與所述芯軸兩端相配合連接；所述E型軟磁體線圈安裝于所述筒體外側面；所述筒體與所述端蓋密閉連接形成封閉腔體；所述環形軟磁體通過所述固定板與所述筒體偏心固定；所述檢測電路，與所述E型軟磁體線圈相連接，用于檢測振蕩頻率值，通過振蕩頻率值映射得到傾角角度。優選地，所述環形軟磁體與所述筒體的偏心距離，通過所述固定板在所述芯軸的位置進行調整。優選地，所述連接件為軸承；所述環形軟磁體為環形鐵氧體或鎳氧體或鋅氧體；所述E型軟磁體線圈為E型鐵氧體線圈或E型鎳氧體線圈或E型鋅氧體線圈。優選地，所述固定板為阻尼板。優選地，本專利技術提供的磁阻式傾角傳感器進一步包括阻尼液，所述阻尼液灌入于所述封閉腔體內。優選地，本專利技術提供的磁阻式傾角傳感器進一步包括多個浮泡，相對安裝于所述阻尼板上邊沿兩側，且遠離所述環形軟磁體偏心方向。優選地，所述筒體與所述端蓋之間設置有密封圈。優選地，所述E型軟磁體線圈為多個。優選地，所述筒體和/或端蓋的外側兩端設置有伸出軸，在檢測時用于固定和支撐傾角傳感器。與現有技術相比，本專利技術的特點在于，本專利技術是利用偏心原理，通過氣隙距離變化引起的磁阻變化，進而通過測量得到相應的角度。因此，本專利技術結構簡單，成本較低，測量范圍大，反應速度、動態精度高。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例和現有技術中的技術方案，下面將對實施例和現有技術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專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本專利技術提供的一種傾角傳感器的整體組成結構示意圖；圖2是本專利技術提供的一種傾角傳感器的工作原理示意圖；圖3是本專利技術提供的一種傾角傳感器的多組E型軟磁體線圈工作原理示意圖； 圖4A和圖4B分別是本專利技術提供的一種傾角傳感器的固定板的主視圖和軸測圖；圖5A和圖5B分別是本專利技術提供的一種傾角傳感器的筒體內部的主視圖和軸測圖；圖6A和圖6B分別是本專利技術提供的一種傾角傳感器的芯軸的主視圖和軸測圖；圖7A和圖7B分別是本專利技術提供的一種傾角傳感器的筒體的主視圖和軸測圖；圖8A和圖SB分別是本專利技術提供的一種傾角傳感器的端蓋的主視圖和軸測圖；圖9A和圖9B分別是本專利技術提供的一種傾角傳感器的環形軟磁體的主視圖和軸測圖。具體實施例方式下面將接合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參考圖I所示，圖I是本專利技術提供的一種傾角傳感器的整體組成結構示意圖。本專利技術提本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁阻式傾角傳感器，其特征在于，包括：筒體，端蓋，連接件、芯軸，固定板，環形軟磁體，E型軟磁體線圈，檢測電路；其中，所述芯軸中間具有通槽；所述固定板通過所述通槽與所述芯軸連接；所述固定板和所述芯軸穿設于所述環形軟磁體，且所述固定板兩側邊與所述環形軟磁體內側面固定連接；所述連接件，位于所述筒體和/或端蓋上，并與所述芯軸兩端相配合連接；所述E型軟磁體線圈安裝于所述筒體外側面；所述筒體與所述端蓋密閉連接形成封閉腔體；所述環形軟磁體通過所述固定板與所述筒體偏心固定；所述檢測電路，與所述E型軟磁體線圈相連接，用于檢測振蕩頻率值，通過振蕩頻率值映射得到傾角角度。

【技術特征摘要】
1.一種磁阻式傾角傳感器，其特征在于，包括筒體，端蓋，連接件、芯軸，固定板，環形軟磁體，E型軟磁體線圈，檢測電路； 其中，所述芯軸中間具有通槽；所述固定板通過所述通槽與所述芯軸連接；所述固定板和所述芯軸穿設于所述環形軟磁體，且所述固定板兩側邊與所述環形軟磁體內側面固定連接；所述連接件，位于所述筒體和/或端蓋上，并與所述芯軸兩端相配合連接；所述E型軟磁體線圈安裝于所述筒體外側面；所述筒體與所述端蓋密閉連接形成封閉腔體；所述環形軟磁體通過所述固定板與所述筒體偏心固定；所述檢測電路，與所述E型軟磁體線圈相連接，用于檢測振蕩頻率值，通過振蕩頻率值映射得到傾角角度。2.根據權利要求書I所述的磁阻式傾角傳感器，其特征在于，所述環形軟磁體與所述筒體的偏心距離，通過所述固定板在所述芯軸的位置進行調整。3.根據權利要求書I所述的磁阻式傾角傳感器，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭磊，廖啟征，孟祥珺，盧光磊，石俊崢，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：