专利名称：磁电式速度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器领域，涉及一种磁电式速度传感器。 技术背景目前市场上用的角速度隔离测量传感器主要有红外传感器(反射式、透射式)、霍 尔传感器、磁电传感器。上面几种传感器根据不同的使用环境，都有应用。但是针对于轨道 机车来说，由于工作环境恶劣，减压器上油温最高达120°C，而且会溅起大量机油，光电传感 器在这种场合就不能使用了，而霍尔传感器和磁电传感器可以很好的胜任。霍尔传感器需 要供电电源，而且本身带负载能力不大。磁电传感器测试低速性能不佳。而且原有传感器 价格贵、采购周期长、售后维护难。而市面上使用的磁电传感器，温度等级低，输出幅值小， 带负载能力弱。

实用新型内容本实用新型的目的是提出一种磁电式速度传感器，该磁电式速度传感器低速性能 良好，输出信号强。本实用新型的技术解决方案如下一种磁电式速度传感器，包括外壳、设置在外壳内的第一铁芯、第二铁芯、磁棒、线 圈和设置在外壳上的电信号输出接口 ；第一铁芯与第二铁芯固定在外壳内，第一铁芯与第 二铁芯上均绕有线圈；磁棒设置在第一铁芯与第二铁芯之间，形成Π形结构；第一铁芯与 第二铁芯的外端伸出外壳，第一铁芯与第二铁芯的外端的磁极性相反；第一铁芯和第二铁 芯均与电信号输出接口电连接。所述的Π形结构为3组。所述的电信号输出接口为电缆接口 ；电缆接口与第一铁芯和第二铁芯之间通过接 线端子与导线实现电连接，端子固定板固定在外壳内，接线端子安装在端子固定板上。第一铁芯与第二铁芯均通过固定螺栓固定在外壳内。有益效果本磁电式速度传感器可以广泛应用于各种和谐型机车、动车组的速度检测、防空 转和防滑，是行车安全及控制的关键部件，具备高可靠性及全速度范围检测能力。该磁电式速度传感器不含易失效电子元件部分(如电容等)，整个产品的结构进 行了合理化的布局，大大增强了传感器对外界磁场的抗干扰能力。

图1 本实用新型多通道无源开磁路磁电速度传感器结构图；图2 本实用新型多通道无源开磁路磁电速度传感器横向剖视图；图3 本实用新型多通道无源开磁路磁电速度传感器竖向剖视图；图4 本实用新型多通道无源开磁路磁电速度传感器顶视全景图。[0016]标号说明1-第一铁芯；2-固定螺栓；3-磁棒；4-线圈；5-第二铁芯；6_S极，7_N 极；8-环氧灌封胶；9-外壳；10-端子固定板；11-接线端子；12-电缆接口 ；13-上盖板； 14-接线束；15-电连接器。
具体实施方式
以下将结合图和具体实施过程对本实用新型做进一步详细说明关键部件材料铁芯——电工纯铁经过机械加工；磁棒——是用铷铁硼材料烧结而成，具有高矫顽力；线圈一用QA155漆包线绕制，并经过浸漆工艺而成；接线柱——用HT68材料做成，表面镀银；电缆线——耐高温，耐寒，抗腐蚀，高柔软度，双护套屏蔽电缆。关键部件功能铁芯提供低磁阻通路，将磁通的变化量传递给线圈；灌封胶为内部磁路提供绝缘保护、耐压保护、防腐蚀等。磁棒提供稳定可靠的磁场强度。(1)电感的计算在线圈结构尺寸决定后，可先计算空芯线圈电感 式中Rtl 线圈平均半径；N:线圈匝数；M 线圈分级数；L 线圈长度；T 线圈厚度；G、K:系数。实芯电感有L = L0X μ式中μ 为实际磁导率。(2)分布电容计算 Δ α层间介质厚度；D为线圈的半径；b为整个线圈的宽度；ε介质相对介电常数，^为真空介电常数。线圈L、C的选取将影响磁电传感器的测量频段。本磁电传感器为无源开磁路磁阻式速度传感器是利用可变磁阻原理对旋转齿轮 进行非接触式测量，实现对齿轮转速的检测。该产品技术参数有1、工作温度-40°C +120°C[0048]2、振动与冲击IOOg3、测速范围1. 3Hz 1800Hz4、输出通道数65、相位差130° 士 10%6、输出波形近似正弦波7、输出幅值1. 3Hz 时彡 IV ； 1800Hz 时彡 80V ；8、绝缘电阻不低于50M Ω ；9、耐受电压:1500Vrms/50Hz/lmin ；本传感器是由多组带线圈的Π形磁铁共同组成，以产生多路通道信号，由各组Π 形磁铁间的距离确定多路通道信号间的相位差。其相邻的两组Π形磁铁间的距离Y与相邻 两通道信号的相位差φ的关系可由以下公式确定 其中η 距离Y所经过的齿数；D 为被测齿轮的外径；Z 为被测齿轮的齿数。本传感器安装在电机齿轮箱上固定不动时，Π形磁铁的头部贴近于转速齿轮，间 隙为1. 10士0. 10mm。由于线圈和磁铁固定不动，当齿轮旋转时，随着间隙的变化，齿的凹凸 面使得磁路的磁阻发生变化，从而引起了磁力线的强弱，使得线圈产生感应电动势。该感应 电动势变化的频率f与齿轮转速ν成正比，其关系可由以下公式确定f = Z*v/60其中v 为被测齿轮转速(r/min)；F:为传感器输出频率(Hz)；Z 为被测齿轮的齿数。齿轮转动时，本传感器输出频率为f的感应电压信号，即可由该频率f换算为齿轮 转速V，供用户使用。如图1，该结构包含两个铁芯和一个磁棒组成Π形状，铁芯的端子外形端面与齿轮 齿顶面平行。裸露在外的铁芯断面应在测速齿轮的同心圆上。形成一个很好的导磁面。保 证气隙不会因为平行度的误差导致波形不稳定。该产品总共有3组这样的部件。形成六个 通道。实施例1 如图1-3所示，一种磁电式速度传感器，包括外壳9、设置在外壳内的第一铁芯1、 第二铁芯5、磁棒3、线圈4和设置在外壳上的电缆接口 12 ；第一铁芯1与第二铁芯5固定在 外壳9内，第一铁芯1与第二铁芯5上均绕有线圈4 ；磁棒3设置在第一铁芯1与第二铁芯 5之间，形成Π形结构；第一铁芯1与第二铁芯5的外端伸出外壳，第一铁芯1与第二铁芯 5的外端的磁极性相反；第一铁芯1和第二铁芯5均与电缆接口 12电连接。所述的Π形结 构为3组。电缆接口 12与第一铁芯1和第二铁芯5之间通过接线端子11与导线实现电连 接，端子固定板10固定在外壳9内，接线端子11安装在端子固定板10上。第一铁芯1与 第二铁芯5均通过固定螺栓2固定在外壳9内。[0070] 如图4，磁电式速度传感器的电缆接口通过接线束14与电连接器15连接，输出电信号。
权利要求一种磁电式速度传感器，其特征在于，包括外壳、设置在外壳内的第一铁芯、第二铁芯、磁棒、线圈和设置在外壳上的电信号输出接口；第一铁芯与第二铁芯固定在外壳内，第一铁芯与第二铁芯上均绕有线圈；磁棒设置在第一铁芯与第二铁芯之间，形成П形结构；第一铁芯与第二铁芯的外端伸出外壳，第一铁芯与第二铁芯的外端的磁极性相反；第一铁芯和第二铁芯均与电信号输出接口电连接。
2.根据权利要求1所述的磁电式速度传感器，其特征在于，所述的Π形结构为3组。
3.根据权利要求1所述的磁电式速度传感器，其特征在于，所述的电信号输出接口为 电缆接口 ；电缆接口与第一铁芯和第二铁芯之间通过接线端子与导线实现电连接，端子固 定板固定在外壳内，接线端子安装在端子固定板上。
4.根据权利要求1 3任一项所述的磁电式速度传感器，其特征在于，第一铁芯与第二 铁芯均通过固定螺栓固定在外壳内。
专利摘要本实用新型提供了一种磁电式速度传感器，其特征在于，包括外壳、设置在外壳内的第一铁芯、第二铁芯、磁棒、线圈和设置在外壳上的电信号输出接口；第一铁芯与第二铁芯固定在外壳内，第一铁芯与第二铁芯上均绕有线圈；磁棒设置在第一铁芯与第二铁芯之间，形成Π形结构；第一铁芯与第二铁芯的外端伸出外壳，第一铁芯与第二铁芯的外端的磁极性相反；第一铁芯和第二铁芯均与电信号输出接口电连接。该磁电式速度传感器低速性能良好，输出信号强。
文档编号G01P3/48GK201637754SQ20102012625
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者刘石勇, 谢枫帆 申请人:长沙南车电气设备有限公司