专利名称：一种新型节气门角度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种角度传感器，特别涉及一种非接触式，用磁感应强度传感元件线性反映角度量的传感器。
背景技术：
现在汽车节气门控制系统中的核心传感元件，节气门角度传感器大多采用电阻式，长期使用会造成老化，积垢，难以修理。这样以磁场量反映角度量的结构之前也有产品和发明，但其电量输出多为正弦量，需要复杂的调理电路使其线性化，经过优化达到结构简单，而且经过大量仿真与实验，能够在160°的范围内用电压量线性反映角度值，方便后续系统识别和测量较准确地角度值，重复性好，可靠性高。 发明内容本实用新型是针对传统节气门角度传感器易老化，难维护的问题，提出了一种新型节气门角度传感器，由于是非接触测量，能够在较为恶劣的重复操作的环境中得到精确稳定的由节气门不同位置对应的电压量，具有结构简单，信号线性度好的优点。本实用新型的技术方案为一种新型节气门角度传感器，包括定子，转子，瓦型磁钢，转子中心的转轴，测量元件和外壳，两片不同极性径向充磁的瓦型磁钢，对称置于传感器转子表面；两片弓形定子包围转子对称放置；两片定子间隙作为测量气隙，气隙中放置磁感应强度测量元件，整个传感器置于铝外壳中，转子中心的转轴外露。所述磁感应强度测量元件可选霍尼韦尔的SS490A，放在测量气隙对应的中线上，用来测量经过气隙的磁感应强度。本实用新型的有益效果在于本实用新型节气门角度传感器，达到了非接触测量角度位置量的目的，使传感器应用环境大大扩展。另外结构中用到的零件简单，永磁体用量少，有着可靠性好，工艺简单，制作成本低的优点。

图I为本实用新型节气门角度传感器结构示意图；图2为本实用新型节气门角度传感器俯视图；图3为本实用新型节气门角度传感器磁场工作原理图；图4为本实用新型节气门角度传感器结构爆炸图；图5为本实用新型节气门角度传感器应用效果图。
具体实施方式
如图1、2所示节气门角度传感器结构示意和俯视图，主要结构包括到转子、瓦型磁钢、定子、测量气隙的整体位置分布，其中磁感应强度测量元件，如霍尼韦尔的SS490A放在测量气隙对应的中线上，用来测量经过气隙的磁感应强度。图中I为弓形定子，对称放置；2为转子；3为瓦型不同极性径向充磁的磁钢；4为转子中心的转轴；5为测量气隙和放置在其中的测量元件，6为铝壳，7为铝环。如图3所示节气门角度传感器磁场工作原理图，图中的磁路为传感器转子转4个角度时分别的磁路走向，可以看到整个磁通由瓦型磁钢，经过定转子气隙、上定子、测量气隙、下定子、定转子气隙、转子再到原来的磁钢的磁路路径。0°时，气隙磁感应强度最大，图上反映的磁力线最多；45°时，磁通经过测量气隙的分流，有一部分进入下定子，最终在测量气隙中与上定子中的一部分磁通相消，使得角度和磁感应强度的线性关系得以实现；90°时，可以看到两路磁通正好相消，测量气隙中的磁感应强度为0;135°时，正向极性的磁钢转到下定子区域，使测量气隙测到的磁感应强度呈负值。如图4所示节气门角度传感器结构爆炸图，传感器结构的整体拆卸后的效果图，定子I和瓦型磁钢3都是对称两片，两片瓦型磁钢3，径向充磁，但不同极性，对称置于传感器转子2表面；两片弓形定子I包围转子2对称放置；两片定子I间隙作为测量气隙，气隙中放置磁感应强度测量元件5，整个传感器置于铝壳6中，端口由铝环7扣合，转子2中心的转轴4外露，此种传感器的工件数量非常少，装配紧密，结构合理可靠。 用10号钢做成的转轴表面对称地固装两片径向充磁的瓦型永磁体,两片永磁体极性相反。外部用两片弓形定子作为导磁结构，两端分别对应构成测量气隙。这样的结构能够使气隙磁感应强度达到随转子位置变化而线性变化。再用双向线性磁感应强度传感元件感应到气隙磁感应强度，从而线性的输出电压值。最后用铝壳包裹整个结构，达到保护和抗干扰。如图5节气门角度传感器应用效果图，该传感器固定在测量气隙中的磁感应强度传感元件电源接在汽车控制电路上的±5V电源9上，信号输出线8可直接接入ECU (电子控制单元)，其得到的电压信号通过模数转换运算可以得到相应的节气门位置信息，进行进一步处理后即可对节气门运动单元输出控制信号控制节气门开闭大小。节气门控制电机带动阀门转动时，同时带动传感器的转子2。安装在传感器转子2上的瓦型磁钢3随转子2位置旋转，在其测量气隙中的磁感应强度随转动发生变化。安装在气隙中的测量元件5检测到磁感应强度信号，并输出稳定的电压信号，供给车载电子控制单元。
权利要求1.一种新型节气门角度传感器，其特征在于，包括定子(1)，转子(2)，瓦型磁钢(3)，转子(2)中心的转轴(4)，测量元件(5)和外壳，两片不同极性径向充磁的瓦型磁钢(3)，对称置于传感器转子(2)表面；两片弓形定子(I)包围转子(2)对称放置；两片定子(I)间隙作为测量气隙，气隙中放置磁感应强度测量元件(5)，整个传感器置于铝外壳中，转子(2)中心的转轴(4)外露。
2.根据权利要求I所述新型节气门角度传感器，其特征在于，所述磁感应强度测量元件(5)可选霍尼韦尔的SS490A，放在测量气隙对应的中线上，用来测量经过气隙的磁感应强度。
专利摘要本实用新型涉及一种新型节气门角度传感器，两片不同极性径向充磁的瓦型磁钢对称置于传感器转子表面；两片弓形定子包围转子对称放置；两片定子间隙作为测量气隙，气隙中放置磁感应强度测量元件，整个传感器置于铝外壳中。节气门控制电机带动阀门转动时，同时带动传感器的转子。安装在传感器转子上的永磁体随转子位置旋转，安装在气隙中的测量元件测量气隙中的磁感应强度的变化，并转换为电压信号输出，供给车载电子控制单元。该传感器，为非接触测量方式，测量精度高、稳定性好，同时结构简单，抗干扰能力强，适用于车载工作环境要求。特殊的磁路结构设计，使输出的电压信号和转动的角位移呈良好的线性关系，无需信号处理和线性化电路。
文档编号G01D5/14GK202471000SQ20122011811
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者倪凯峰, 季汉川, 杨文焕, 杨追科 申请人:上海理工大学