专利名称：基于巨磁阻角度传感器的绝对式编码盘的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属电子控制技术领域，具体涉及一种基于巨磁阻角度传感器的编码盘。
背景技术：
目前，电机被广泛地应用于日常生活、工业生产等各个领域中。从日常的洗衣机、空调、电动汽车到工业领域的缝纫机、数控机床等，电机在其中都有着举足轻重的地位。其中，电机控制是电机领域的核心技术，目前国内有多家研究机构及企业都致力于电机控制的研究开发。而对于电机转动过程中，电机转子位置和速度的准确测量，又是电机控制领域的重中之重。现今，对于电机转子位置和速度的测量多采用的是光电编码盘和旋转变压器 的方案。但是，光电编码器存在着安装复杂、易磨损、易受干扰、精度不足等缺点，旋转变压器也存在一些不足，如成本高、可靠性较差、寿命短等。随着巨磁阻效应的发现及巨磁阻传感器的出现，本实用新型提出了通过基于巨磁阻角度传感器的编码盘来检测电机转子位置和转速。并且，发现基于巨磁阻角度传感器的编码盘精度高、安装方便、不易受干扰、寿命长。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种安装方便、精度高的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，用于电机转子位置和速度的测量。本实用新型的第一方面提供一种一种基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于，包括一个磁体，将该磁体通过紧固件安装在电机转子轴上；一个空心的壳体，具有一个对应前述电机转子轴的开口，该壳体通过紧固件组装于电机，并且前述电机转子轴从开口处套入，在壳体内侧顶面上对应磁体贴有电路板，电路板上的具有对应前述磁体的巨磁阻角度传感器，该电路板同样位于圆柱体轴线处，以圆柱体轴线为对称轴左右对称；及，一个能接受并处理所述巨磁阻角度传感器数据的外部处理单元，所述巨磁阻角度传感器与外部处理单元信号连接。所述巨磁阻角度传感器与磁体距离小于5mm。所述壳体为圆柱形壳体。所述壳体为软磁性的不锈钢材质。所述壳体上，在靠近巨磁阻传感器附近的位置开一个小孔，将巨磁阻传感器的通讯引脚线束从该小孔中引出与外部处理单元信号连接。所述线束连接到小孔外部的接插件上,外部处理单元连接到该接插件上，从而传感器与外部处理单元信号连接。所述巨磁阻角度传感器与磁体的中心都位于所述壳体的圆柱体轴线上。所述外部处理单元为单片机。本实用新型的第二方面提供了一种通过基于巨磁阻角度传感器的绝对编码盘测量电机转子位置和速度的方案。将编码盘磁体与电机转子轴相连接，那么编码盘转子轴转速、转动角度与电机转子轴转速、转动角度相同。编码盘磁体与转子轴一块旋转，产生与电机转子相对应的磁场。巨磁阻角度传感器感应编码器磁体产生的磁场，直接得到角度信息，那么便能得到电机转子的绝对角度。且通过测量电机转子在转过一定角度所需的时间，通过计算便可以得到电机转子的速度。本实用新型的特点是(I)本实用新型提出了一种基于巨磁阻角度传感器的绝对式编码盘，相对于其它编码盘、旋转变压器，安装方便、使用寿命长。(2)本实用新型提出了一种基于巨磁阻角度传感器的绝对式编码盘来测量电机位置和转速的方案，精度高、测量结果准确。
图I示出根据本实用新型实施例的编码器的沿轴线切面的结构图2示出根据本实用新型实施例的编码器的内部的结构。
具体实施方式
下面参考附图说明本实用新型的一般性原理。图I示出了根据本实用新型实施例的编码盘的结构。如图I所示，根据本实用新型实施例的编码盘包括一个磁体1，将该磁体通过紧固件2 (现有技术即可)安装在电机8的转子轴9上；圆柱形的不锈钢壳体3，该圆柱体内部为空心的，该不锈钢壳体与电机紧密贴合，通过紧固件11将不锈钢壳体固定在电机上，电机转子轴从不锈钢壳体开口处套入，使圆柱体完全封闭，并且电机转子轴轴线与圆柱体轴线完全重合。所述不锈钢是一种现有的在铁中掺入镍、铬制成的合金，而相当于在金属中掺入了软磁性材料，使得圆柱体内部磁场与外部磁场完全隔离，避免了除电机外其它物体产生的磁场对测量的影响，使测量结果更加准确。如图I所述，在圆柱体底部内表面的不锈钢壳体上贴上电路板4，并用防水胶将表面封住，在防止进水的同时也避免其脱落。电路板上的主要器件为巨磁阻角度传感器，该电路板同样位于圆柱体轴线处，以圆柱体轴线为对称轴左右对称。这样，便使得巨磁阻角度传感器与编码器磁体的中心都位于圆柱体轴线上，且两者相对。使得巨磁阻角度传感器可以测量到编码器磁体产生的磁场中磁感应最强的部分，使得测量结果更加准确。巨磁阻角度传感器与编码器磁体距离不超过5mm。如果距离太远，可能使得磁感应作用减弱，使得测量结果不准确。在不锈钢壳体上，在靠近巨磁阻传感器附近的位置开一个小孔5，将巨磁阻传感器的通讯引脚作成线束6从该小孔中引出。线束连接到小孔外部的接插件7上，外部处理单元10连接到该接插件上，从而使得传感器与外部处理单元能够进行通讯。物质在一定磁场下电阻改变的现象，称为“磁阻效应”，磁性金属和合金材料一般都有这种磁电阻现象，通常情况下，物质的电阻率在磁场中仅产生轻微的减小；在某种条件下，电阻率减小的幅度相当大，比通常磁性金属与合金材料的磁电阻值约高10余倍，称为“巨磁阻效应”(GMR)。巨磁组效应被应用在角度传感器上，产生了巨磁阻角度传感器，利用磁场变化可以检测角度的变化。该角度传感器可异常精确地测量0°到360°的转向角度，它包含两个GMR全桥、一个温度传感器、两个模数转换器以及在运行过程中能连续监控这些组件的内部机制。巨磁阻角度传感器通过测量角度的两个数字分量正弦值和余弦值，可得到角度。本实用新型使用的巨磁阻角度传感器还可将这角度值通过SPI (异步串行通讯)接口发送给外部处理单元，本实用新型使用单片机作为外部处理单元，对传感器得到的角度值进行处理。本实用新型将编码器的磁体与电机的转子轴相连接，则编码器的磁体和电机转子轴的转动速度和转动角度相同。编码盘磁体随着转子一块旋转，那么测量编码器磁体的转动角度也就等同于测量电机转子的转动角度。巨磁阻角度传感器感应编码器磁体产生的磁场，直接得到角度信息，那么便能得到电机转子的绝对角度。本实用新型将编码器中的巨磁阻角度传感器的SPI通讯引脚作成线束引出后，与单片机的SPI引脚连接，将传感器得到的角度值传送给单片机进行处理，从而得到电机转子的速度值。单片机记录传感器测量到的编码器磁体转动一段角度所用的时间，比如测量电机转动到角度O1时的时间h及转动到角度O2时的t2。单片机通过以下公式，便可得到电机的速度。
权利要求1.一种基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于，包括 ー个磁体，将该磁体通过紧固件安装在电机转子轴上； ー个空心的壳体，具有一个对应前述电机转子轴的开ロ，该壳体通过紧固件组装于电机，并且前述电机转子轴从开ロ处套入，在壳体内侧顶面上对应磁体贴有电路板，电路板上的具有对应前述磁体的巨磁阻角度传感器，该电路板同样位于圆柱体轴线处，以圆柱体轴线为对称轴左右对称；及 ー个能接受并处理所述巨磁阻角度传感器数据的外部处理单元，所述巨磁阻角度传感器与外部处理单元信号连接。
2.如权利要求I所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述巨磁阻角度传感器与磁体距离小于5mm。
3.如权利要求I所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述壳体为圆柱形壳体。
4.如权利要求3所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述壳体为软磁性的不锈钢材质。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述壳体上，在靠近巨磁阻传感器附近的位置开ー个小孔，将巨磁阻传感器的通讯引脚线束从该小孔中弓I出与外部处理单元信号连接。
6.如权利要求5所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述线束连接到小孔外部的接插件上，外部处理单元连接到该接插件上，从而传感器与外部处理单元信号连接。
7.如权利要求3任一项所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述巨磁阻角度传感器与磁体的中心都位于所述壳体的圆柱体轴线上。
8.如权利要求1-4任一项所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述外部处理单元为单片机。
9.如权利要求1-4任一项所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于所述电路板并用防水胶将表面封住。
10.如权利要求1-4任一项所述的基于巨磁阻角度传感器的编码盘，其特征在于前述电机转子轴从开ロ处套入后，所述壳体完全封闭。
专利摘要一种基于巨磁阻角度传感器的编码盘，包括一个磁体，将该磁体通过紧固件安装在电机的转子轴上。圆柱形的不锈钢壳体，该圆柱体内部为空心的。该不锈钢壳体通过紧固件与电机紧密贴合，并且电机转子轴从不锈钢壳体开口处套入。在圆柱体底部内表面的不锈钢壳体上贴上电路板，并用防水胶将表面封住。电路板上的主要器件为巨磁阻角度传感器，该电路板同样位于圆柱体轴线处，以圆柱体轴线为对称轴左右对称。巨磁阻角度传感器与磁体距离不超过5mm。本实用新型提出了一种基于巨磁阻角度传感器的绝对式编码盘，相对于其它编码盘、旋转变压器，安装方便、使用寿命长。
文档编号G01D5/16GK202471096SQ20122013257
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者陆科 申请人:陆科