霍爾式車身高度傳感器的製作方法

2023-06-07 22:17:16

專利名稱：霍爾式車身高度傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，特別地涉及一種霍爾式車身高度傳感器。
背景技術：
目前，霍爾式傳感器以其精度高、體積小等優勢在電子控制領域得到了廣泛的應 用，其中，霍爾式車身高度傳感器主要採用將車身高度變化轉變為傳感器的磁場角度變化， 以霍爾晶片採集傳感器磁場角度變化轉化為電壓或者PWM信號輸出的主要方式。中國專利200820158067. 8提供了一種霍爾式車身高度傳感器，該傳感器包括定 子部分、殼體部分和轉子部分，其中，定子部分包括一個定子座，在該定子座中注塑有兩塊 弧狀且對稱排列的導磁體，線路板通過定子座上設置的定位孔安裝在定子座下部，在該線 路板上設置有一線性霍爾晶片，該晶片位於兩塊弧狀且對稱排列的導磁體的中間，該導磁 體的作用是可以使兩級分布的磁場均勻，提高了磁場強度。但是，在此技術方案中，需要兩塊弧狀對稱排列的導磁體，這兩塊導磁體要能夠將 兩級磁場均勻分布，並要有足夠的磁場強度，而且，線性霍爾晶片必須設置於均勻磁場的中 間，此種結構的霍爾式車身高度傳感器的裝配要求高，對導磁體的磁場強度及材料要求比 較高，需要較高的成本。
實用新型內容本實用新型旨在提供一種霍爾式車身高度傳感器，能夠解決現有技術中霍爾式車 身高度傳感器的裝配要求高、對導磁體的材料要求高的技術問題。為此，本實用新型提供了一種霍爾式車身高度傳感器，其包括轉軸；磁體，設置 在轉軸上；電路板；霍爾晶片，設置於電路板上，其中，磁體為平面兩極充磁的磁鋼，位於轉 軸的第一端；霍爾晶片配置在電路板上與磁鋼相面對的位置。進一步地，磁鋼可以為環形磁鋼、條形磁鋼或圓柱形磁鋼。進一步地，本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器還可以包括安裝座，磁鋼可 以通過環氧膠固定於安裝座上，安裝座設置在轉軸上。進一步地，霍爾晶片可以表貼於所述電路板上。進一步地，轉軸可以與安裝座一體成型。進一步地，轉軸的外周可以設置有含油軸承，含油軸承與安裝座之間可以設置有第一墊圈。進一步地，轉軸上可以設置有軸用擋圈，該軸用擋圈與含油軸承的接觸端面之間可以設置有第二墊圈。進一步地，本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器還可以包括殼體，該殼體內 可以設置有電路板定位板，電路板固定於電路板定位板上。進一步地，殼體內可以注塑有定位螺母。進一步地，本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器還可以包括擺臂，其固定端與轉軸的第二端相連，其自由端設置有通孔，通孔內設置有嵌套。本實用新型具有以下技術效果在霍爾晶片的上方設置磁鋼，使磁鋼的磁力線穿過霍爾晶片，當磁鋼隨轉軸而旋 轉，使穿過霍爾晶片的磁場改變時，能夠有效地利用霍爾原理檢測車身高度的變化，並且測 量角度廣。此種結構的霍爾傳感器對磁鋼材料的要求和磁鋼及晶片定位精度的要求低，簡 化了傳感器的整體結構，尤其是降低了用於檢測車身高度的霍爾傳感器的生產和裝配難 度，降低了生產成本。除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特徵和優 點。下面將參照附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的 示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖 中圖1是本實用新型優選實施例的磁鋼與霍爾晶片的工作原理示意圖；圖2是本實用新型優選實施例的組合結構剖面示意圖；圖3是本實用新型優選實施例的立體分解示意圖；圖4是本實用新型優選實施例的轉子部分組合立體示意圖；圖5是本實用新型優選實施例的殼體內定位螺母立體示意圖；圖6是本實用新型優選實施例的定子部分立體分解示意圖；圖7是本實用新型優選實施例的殼體的支撐部分的結構示意圖；圖8是本實用新型優選實施例的圓柱形磁鋼與霍爾晶片的位置關係示意圖；圖9是本實用新型優選實施例的圓環形磁鋼與霍爾晶片的位置關係示意圖；圖10是本實用新型優選實施例的條形磁鋼與霍爾晶片的位置關係示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。為了解決現有技術中對霍爾式車身高度傳感器的裝配要求及導磁體的材料要求 高的技術問題，本實用新型提供了一種新型的霍爾式車身高度傳感器，圖1是本實用新型 優選實施例的磁鋼與霍爾晶片的工作原理示意圖，請參見圖1，該傳感器主要對導磁體的 類型和導磁體與霍爾晶片的安裝位置進行了改進，採用了獨立的一塊磁鋼作為導磁體，將 霍爾晶片設置於磁鋼磁極交線的上方，當磁鋼隨車身高度的變化而發生轉動時，使穿過霍 爾晶片的磁場發生變化，再將磁場強度的變化轉換成磁鋼轉動角度的變化並以電壓信號或 PWM信號輸出，進而實現對車身高度的檢測。而且，該磁鋼可以是軸向兩極或徑向兩極充磁 的磁鋼，霍爾晶片內可以設置兩條感應電路，這兩條感應電路可以分別感應Bx方向和By方 向磁場，當本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器工作時，霍爾晶片就可以同時感應Bx 方向和By方向磁場的磁場，通過晶片內置的解算電路，可以計算出磁鋼轉動的角度(Θ = arctan(Bx/By)。採用這種測量方法可以抑制由於磁鋼隨溫度的退磁效應以及不同磁鋼磁4場強度不一致造成的測量誤差，因此可以選用價格低廉的鐵氧體或釹鐵硼磁性材料。同時 由於對磁場絕對強度不敏感，可以降低磁鋼的裝配精度，降低生產成本。請參見圖2和圖3，作為一個優選實施例，本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感 器包括轉軸4 ；安裝座5，與轉軸4相連並隨轉軸4旋轉；電路板8 ；霍爾晶片9，設置於電 路板8上，安裝座5上設置有平面兩極充磁的磁鋼7，也就是說磁鋼7的同一個表面內同時 包含了兩種磁極，霍爾晶片9鋪設於電路板8上，且與磁鋼7的底面平行。實際上，可以將該霍爾式車身高度傳感器的各個部件按照其功能分成轉子部分、 定子部分，以及殼體支撐部分。圖4是本實用新型優選實施例的轉子部分組合立體示意圖，請參見圖4，轉子部分 主要用於使磁鋼隨車身高度的變化而發生旋轉，進而通過磁場旋轉角度的變化而檢測車身 高度的變化，上述轉軸4、安裝座5，以及磁鋼7就可以歸屬於轉子部分。為了提高產品的抗振性能，可以採用環氧膠將磁鋼7粘接在安裝座5上。為了進 一步地使本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器的結構更加牢固，使檢測精度更加的可 靠，轉軸4可以作為嵌件與安裝座5粘接注塑在一起，這樣既能夠保證轉子部分的強度，又 能提高檢測精度，降低了磁鋼旋轉時的初始角度誤差。為了使轉軸4的轉動更加靈活，並起到支撐殼體1的作用，可以在轉軸4的外周設 置一個含油軸承17，該含油軸承17本身可以含有油基，可以大幅提高轉軸4旋轉時的潤滑 性並可以實現精確地控制轉軸4的轉動。為了防止轉軸4發生軸向攢動，在轉軸4的外周還可以設置有軸用擋圈13。由於 該軸用擋圈13容易與轉軸4發生摩擦而使轉軸4上掉落碎屑，為了避免這些掉落的碎屑進 入到含油軸承17中，並起到耐磨的作用，可以在軸用擋圈13與含油軸承17的接觸端面之 間設置一個不鏽鋼墊圈12。為了防止含油軸承17與耐磨的效果，還可以在含油軸承17與安裝座5之間設置 一個塑料墊圈11。轉子部分還可以包括一個擺臂3，該擺臂固定端與轉軸4相連，其自由端與車身相 連。為了便於該擺臂與車身的連接，可以在擺臂3的自由端設置一個通孔，利用該通孔套接 在車身上的一個固定位置，為了提高擺臂3的使用壽命，降低擺臂3的通孔與車身上的連接 件之間的磨損，可以在該通孔內設置一個嵌套16。圖6是本實用新型優選實施例的定子部分立體分解示意圖，請參見圖6，定子部分 主要用於固定霍爾晶片9及相應的檢測電路等，使磁鋼的轉動角度轉換成對應的電壓信號 或PWM信號。為了使霍爾晶片9的焊接更加準確，簡單，使傳感器的裝配更加快捷，所述霍爾芯 片9可以表貼於電路板8上。定子部分和轉子部分的主要部件通常都設置在殼體1中，為了增加電路板8的穩 定性，可以在殼體1內設置一個電路板定位板6，再通過熱鉚接將電路板8、電路板定位板6 與殼體1固定，這樣既能保證電路板固定準確有可以將霍爾晶片定位準確，還能夠增加傳 感器的抗振性能。在殼體1內還設置有骨架油封14，該骨架油封14設置於轉軸4的外周，可以提供 良好的密封作用。[0044]圖7是本實用新型優選實施例的殼體的支撐部分的結構示意圖，請參見圖7，該支 撐部分可以包括插針10、定位螺母18，上述的含油軸承17也可以屬於支撐部分，圖5是本 實用新型優選實施例的殼體內定位螺母立體示意圖，請參見圖5，其中，定位螺母18可以作 為嵌件注塑在殼體1中，安裝本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器時，可以利用螺栓 穿過該定位螺母18固定在車體上，這樣可以保證插針的抗振性能和良好的定位關係，而且 可以增強本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器與車身配合時的連接強度。霍爾晶片9可以採用普通的汽車級霍爾晶片，這樣，汽車在各種工況下，本實用新 型所述的霍爾式車身高度傳感器都能夠正常工作，並可以精確感應磁場變化並轉換電壓或 PWM信號。外圍電路可以僅採用3顆電容，可以起到濾波作用且更能滿足EMC試驗要求。圖8、圖9和圖10分別是圓柱形磁鋼、圓環形磁鋼、以及條形磁鋼與霍爾晶片的位 置關係示意圖，請參見圖8、圖9和圖10。本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器中所採用的磁鋼可以採用圓形磁鋼、圓 環形磁鋼或者條形磁鋼，可以根據不同的應用場合和需要進行選擇。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。權利要求1.一種霍爾式車身高度傳感器，包括轉軸⑷；磁體，設置在所述轉軸(4)上；電路板(8)；霍爾晶片(9)，設置於所述電路板(8)上，其特徵在於，所述磁體為平面兩極充磁的磁鋼(7)，位於所述轉軸的第一端；所述霍爾晶片(9)配置在所述電路板(8)上與所述磁鋼(7)相面對的位置。
2.根據權利要求1所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，所述磁鋼(7)為環形磁 鋼、條形磁鋼或圓柱形磁鋼。
3.根據權利要求2所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，還包括安裝座(5)，所 述磁鋼(7)通過環氧膠固定於所述安裝座(5)上，所述安裝座(5)設置在所述轉軸(4)上。
4.根據權利要求2所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，所述霍爾晶片(9)表貼 於所述電路板⑶上。
5.根據權利要求2所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，所述轉軸(4)與所述安 裝座( 一體成型。
6.根據權利要求2所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，所述轉軸(4)的外周設 置有含油軸承(17)，所述含油軸承(17)與所述安裝座( 之間設置有第一墊圈(11)。
7.根據權利要求6所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，所述轉軸(4)上設置有 軸用擋圈(13)，所述軸用擋圈(1 與所述含油軸承(17)的接觸端面之間設置有第二墊圈 (12)。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，還包括殼 體(1)，所述殼體(1)內設置有電路板定位板(6)，所述電路板(8)固定於所述電路板定位 板(6)上。
9.根據權利要求8所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，所述殼體(1)內注塑有 定位螺母(18)。
10.根據權利要求9所述的霍爾式車身高度傳感器，其特徵在於，還包括擺臂(3)，其固 定端與所述轉軸的第二端相連，其自由端設置有通孔，所述通孔內設置有嵌套(16)。
專利摘要本實用新型提供了一種霍爾式車身高度傳感器，其包括轉軸；磁體，設置在轉軸上；電路板；霍爾晶片，設置於電路板上，其中，磁體為平面兩極充磁的磁鋼，位於轉軸的第一端；霍爾晶片配置在電路板上與磁鋼相面對的位置。本實用新型所述的霍爾式車身高度傳感器對磁鋼材料的要求和磁鋼及霍爾晶片定位精度的要求低，簡化了傳感器的整體結構，尤其是降低了用於檢測車身高度的霍爾傳感器的生產和裝配難度，降低了生產成本。
文檔編號G01B7/02GK201828234SQ201020567299
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者張雪川, 李豔波 申請人:北京經緯恆潤科技有限公司