專利名稱：單鐵芯磁通門以及磁通門雙軸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁通門，特別是一種單鐵芯磁通門。還涉及由這種單鐵芯磁通 門構(gòu)成的磁通門雙軸傳感器。
背景技術(shù)：
磁通門是一種具有很好綜合性能的磁場分量傳感器。在測量平面磁場時，需要 將兩個單軸磁通門相互垂直安裝構(gòu)成雙軸磁通門傳感器。如何保證兩個磁通門傳感器的 相互垂直，使得磁通門加工容易，繞線方便，提高其可靠性、可維修性，是雙軸磁通門 要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。參照圖5。文獻(xiàn)“專利號是US 3,895,869的美國專利”公開了一種雙軸磁通門 傳感器，該雙軸磁通門傳感器是由矩形鐵芯2和繞在其上的激勵線圈1、測量線圈3、反 饋線圈5和外殼4組成。鐵芯是采用粘合劑粘接成的疊片式結(jié)構(gòu)；激勵線圈1按相同方 向均勻繞在矩形鐵芯2的四個臂上；X軸的測量按相反方向繞在矩形鐵芯與X軸平行的 兩個臂上；Y軸的測量按相反方向繞在矩形鐵芯與Y軸平行的兩個臂上；反饋線圈5繞 在鐵芯的外邊。整個雙軸磁通門傳感器封裝在外殼4中。這種結(jié)構(gòu)沒有骨架，所有線圈都繞在鐵芯上，鐵芯必須很厚才能承載所有線 圈，磁通門鐵芯很厚時，功耗很大。采用粘合劑粘接成的疊片式結(jié)構(gòu)的鐵芯的工藝性不 理想。在方形鐵芯上繞激勵線圈和測量線圈很不方便。繞好線圈的磁通門在往外殼內(nèi)封 裝時，很難保證測量軸與外殼安裝方向的一致性。這種磁通門的成本相對較高，可靠性 和可維修性不理想。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的雙軸磁通門傳感器繞線困難的不足，本發(fā)明提供一種單鐵芯磁 通門，采用長條形鐵芯，可以使加工繞線更加方便，更能保證測量軸與安裝軸的一致。本發(fā)明還提供采用這種單鐵芯磁通門的磁通門雙軸傳感器，磁通門與傳感器支 架分離，降低鐵芯、線圈的加工、繞線和裝配的復(fù)雜程度，保證兩個軸之間的相互垂直 和測量軸與外殼的一致性，可以提高磁通門雙軸傳感器的可靠性和可維修性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種單鐵芯磁通門，包括激勵線圈 1、鐵芯2、測量線圈3和骨架6，其特點是還包括套管14，所述骨架6的繞線部分是管 狀，骨架前端15和骨架后端16都是正方形，正方形的中心位置固連有骨架6的繞線部 分，骨架6的管狀中心與骨架前端15和骨架后端16的正方形中心同圓心；所述鐵芯2是 長條形，其厚度為0.02mm至0.1mm之間，寬度為1mm，長度與骨架6長度相同，激勵 線圈1繞在骨架6管狀部分的里層，測量線圈3繞在激勵線圈1上；在骨架前端15的兩 個角上有兩個引線槽17，激勵線圈入端21引線和激勵線圈出端22引線從右側(cè)引線槽17 引出；測量線圈入端23引線和測量線圈出端24引線從左側(cè)引線槽17引出；骨架6管狀 部分的內(nèi)徑比鐵芯2的寬度略大，裝有鐵芯2的套管14位于骨架6的內(nèi)孔中，套管14的外徑與骨架6的內(nèi)徑等大。所述套管14是橡膠管、軟塑料管或黃臘管任一種。所述鐵芯2的材料是坡莫合金或非晶軟磁材料任一種。一種采用上述單鐵芯磁通門的磁通門雙軸傳感器，其特點是包括四個單鐵芯磁 通門、支架7、擋板8、擋片9、電路板12和底座13;四個單鐵芯磁通門兩兩組成單鐵芯 磁通門對，磁通門雙軸傳感器由單鐵芯磁通門對相互垂直構(gòu)成；支架7是長方體，長方體的上、下兩個面上各有一個矩形槽構(gòu)，兩個矩形槽相 互垂直；支架7的高度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形邊長的2倍；矩形槽的長度等于 單鐵芯磁通門骨架6的長度；矩形槽的寬度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形邊長的2倍； 矩形槽的深度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形的邊長；X軸的單鐵芯磁通門對位于長方 體上面的矩形槽內(nèi)；Y軸的單鐵芯磁通門對位于長方體下面的矩形槽內(nèi)；支架7的左側(cè)面和后側(cè)面分別有一個擋片9，擋片9通過螺釘11固定在支架7 上；每個擋片9上都有四個小孔，每個小孔能穿過兩根線圈引線，每個引線槽17中的引 線從四個小孔中穿過，X軸的引線從左側(cè)面擋片9引出；Y軸的引線從后側(cè)面擋片9引 出；支架7的右側(cè)面和前側(cè)面分別有一個擋板8，擋板8通過螺釘11固定在支架7 上；擋板8上正對著每個單鐵芯磁通門的中心處都有便于裝配鐵芯的頂絲孔18，通過頂 絲10固定鐵芯2 ；每個擋片9靠近單鐵芯磁通門的一側(cè)都有一塊與擋片9尺寸相同的橡膠墊；每個 頂絲10靠近單鐵芯磁通門的一側(cè)都有一個與頂絲10截面尺寸相同的橡膠墊；支架7上面設(shè)有螺紋孔19，一塊與支架7上面大小相同電路板12通過螺紋孔19 固定在支架7上；激勵信號20引線與X軸的一個激勵線圈入端21引線相連并焊在X激勵焊盤27 上，X軸兩個激勵線圈出端22引線相連并焊在X激勵過渡焊盤28上；X軸另一個激勵 線圈入端21引線與Y軸的一個激勵線圈入端21引線相連并焊在Y激勵焊盤29上，Y軸 兩個激勵線圈出端22引線相連并焊在Y激勵過渡焊盤30上；Y軸另一個激勵線圈入端 21引線接地并焊在地線焊盤31上；X軸一個測量線圈入端23引線與X軸另一個測量線 圈出端24引線相連并焊在X測量過渡焊盤32上；X軸另一個測量線圈入端23引線與X 軸輸出信號25引線相連并焊在X輸出信號焊盤33上，X軸另一個測量線圈出端24引線 接地并焊在地線焊盤31上；Y軸一個測量線圈入端23引線與Y軸另一個測量線圈出端 24引線相連并焊在Y測量過渡焊盤34上；Y軸另一個測量線圈入端23引線與Y軸輸出 信號26引線與相連并焊在Y輸出信號焊盤35上，Y軸另一個測量線圈出端24引線接地 并焊在接地焊盤31上；支架7下面設(shè)有螺紋孔，螺釘11穿過螺紋孔將支架7與底座13固定連接。所述無磁金屬材料是黃銅或無磁硬鋁任一種。本發(fā)明的有益效果是由于磁通門的鐵芯是長條形，加工繞線更加方便，更能 保證測量軸與安裝軸的一致。采用長條形鐵芯磁通門的磁通門雙軸傳感器，磁通門與傳感器支架分離，降低 鐵芯、線圈的加工、繞線和裝配的復(fù)雜程度，保證了兩個軸之間的相互垂直和測量軸與外殼的一致性，提高了磁通門雙軸傳感器的可靠性和可維修性；電路板的橡膠墊和頂絲 上的橡膠墊以及柔性套管減小了鐵芯所受的應(yīng)力，提高了磁通門鐵芯抗沖擊能力。下面結(jié)合附 圖和具體實施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明磁通門雙軸傳感器的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1中磁通門的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的剖視放大圖。圖4是圖1中圖電路板的放大圖。圖5是背景技術(shù)雙軸磁通門傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-激勵線圈，2-鐵芯，3-測量線圈，4-外殼，5-反饋線圈，6_骨架， 7_支架，8-擋板，9-擋片，10-頂絲，11-螺釘，12-電路板，13-底座，14-套管， 15-骨架前端，16-骨架后端，17-引線槽，18-頂絲孔，19-螺紋孔，20-激勵信號， 21-激勵線圈入端，22-激勵線圈出端，23-測量線圈入端，24-測量線圈出端，25-X軸 輸出信號，26-Υ軸輸出信號，27-Χ激勵焊盤，28-Χ激勵過渡焊盤，29-Υ激勵焊盤， 30-Υ激勵過渡焊盤，31-地線焊盤，32-Χ測量過渡焊盤，33-Χ輸出信號焊盤，34-Υ測 量過渡焊盤，35-Υ輸出信號焊盤。
具體實施例方式以下實施例參照圖1 4。單鐵芯磁通門包括激勵線圈1、鐵芯2、測量線圈3和骨架6，還包括柔性套管 14，所述鐵芯2是長條形，鐵芯2采用坡莫合金或非晶軟磁材料，其厚度為0.02mm至 0.1mm之間，寬度為1mm，長度與帶有圓孔的骨架6長度相同。激勵線圈1繞在骨架6 的里層；測量線圈3繞在骨架6的外層。骨架前端15和骨架后端16都是正方形。在骨 架前端15的兩個角上加工有兩個引線槽17，激勵線圈入端21引線和激勵線圈出端22引 線從右側(cè)引線槽17引出；測量線圈入端23引線和測量線圈出端24引線從左側(cè)引線槽17 引出。單鐵芯磁通門骨架6的內(nèi)孔直徑比鐵芯2的寬度大。裝鐵芯2時，先將柔性套 管14裝入骨架6的內(nèi)孔中，再將鐵芯2裝入柔性套管14的內(nèi)孔中。柔性套管14的外直 徑與骨架6的內(nèi)孔直徑相同，柔性套管14可采用橡膠管，軟塑料套管或黃臘套管，其作 用是填補骨架的內(nèi)孔中的空隙，減小鐵芯2受震動沖擊的影響。采用上述單鐵芯磁通門的磁通門雙軸傳感器，包括四個單鐵芯磁通門、支架7、 擋板8、擋片9、電路板12和底座13。四個單鐵芯磁通門兩兩組成單鐵芯磁通門對，磁 通門雙軸傳感器由單鐵芯磁通門對相互垂直構(gòu)成。支架7是長方體，長方體的上、下兩個面上各加工一個矩形槽構(gòu)，兩個矩形槽 相互垂直。支架7的高度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形邊長的2倍；矩形槽的長度等于 單鐵芯磁通門骨架6的長度；矩形槽的寬度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形邊長的2倍； 矩形槽的深度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形的邊長。X軸的單鐵芯磁通門對安裝在長 方體上面的矩形槽內(nèi)；Y軸的單鐵芯磁通門對安裝在長方體下面的矩形槽內(nèi)。
支架7的左側(cè)面和后側(cè)面分別有一個擋片9，擋片9通過螺釘11固定在支架7 上。每個擋片9上都有四個小孔，每個小孔能穿過兩根線圈引線，正好將每個引線槽17 中的引線從這四個孔中穿過。X軸的引線從左側(cè)面擋片9引出；Y軸的引線從后側(cè)面擋 片9引出。支架7的右側(cè)面和前側(cè)面分別有一個擋板8，擋板8通過螺釘11固定在支架7 上。擋板8上正對著每個單鐵芯磁通門的中心處都有便于裝配鐵芯的頂絲孔18，鐵芯2 裝配后，用頂絲10固定鐵芯2。
在每個擋片9靠近單鐵芯磁通門的一側(cè)都有一塊與擋片9尺寸相同的橡膠墊；在 每個頂絲10靠近單鐵芯磁通門的一側(cè)也都有一個與頂絲10截面尺寸相同的橡膠墊。他 們的作用是減小鐵芯受震動沖擊的影響。支架7上面設(shè)有螺紋孔19，一塊與支架7上面大小相同電路板通過螺紋孔固定在 支架7上。激勵信號20引線與X軸的一個激勵線圈入端21引線相連并焊在X激勵焊盤27 上，X軸兩個激勵線圈出端22引線相連并焊在X激勵過渡焊盤28上；X軸另一個激勵 線圈入端21引線與Y軸的一個激勵線圈入端21引線相連并焊在Y激勵焊盤29上，Y軸 兩個激勵線圈出端22引線相連并焊在Y激勵過渡焊盤30上；Y軸另一個激勵線圈入端 21引線接地并焊在地線焊盤31上。X軸一個測量線圈入端23引線與X軸另一個測量線 圈出端24引線相連并焊在X測量過渡焊盤32上；X軸另一個測量線圈入端23引線與X 軸輸出信號25引線相連并焊在X輸出信號焊盤33上，X軸另一個測量線圈出端24引線 接地并焊在地線焊盤31上。Y軸一個測量線圈入端23引線與Y軸另一個測量線圈出端 24引線相連并焊在Y測量過渡焊盤34上；Y軸另一個測量線圈入端23引線與Y軸輸出 信號26引線與相連并焊在Y輸出信號焊盤35上，Y軸另一個測量線圈出端24引線接地 并焊在接地焊盤31上。支架7下面設(shè)有螺紋孔，螺釘11通過螺紋孔將支架7與底座13固定連接。雙軸磁通門傳感器中，除鐵芯2外所有零部件均采用無磁性的材料。
權(quán)利要求
1.一種單鐵芯磁通門，包括激勵線圈(1)、鐵芯(2)、測量線圈(3)和骨架(6)，其 特征在于還包括套管(14)，所述骨架(6)的繞線部分是管狀，骨架前端(15)和骨架后端(16)都是正方形，正方形的中心位置固連有骨架(6)的繞線部分，骨架(6)的管狀中心 與骨架前端(15)和骨架后端(16)的正方形中心同圓心；所述鐵芯(2)是長條形，其厚度 為0.02mm至0.1mm之間，寬度為1mm，長度與骨架(6)長度相同，激勵線圈(1)繞在 骨架(6)管狀部分的里層，測量線圈(3)繞在激勵線圈(1)上；在骨架前端(15)的兩個 角上有兩個引線槽(17)，激勵線圈入端(21)引線和激勵線圈出端(22)引線從右側(cè)引線槽(17)引出；測量線圈入端(23)引線和測量線圈出端(24)引線從左側(cè)引線槽(17)引出； 骨架(6)管狀部分的內(nèi)徑比鐵芯(2)的寬度略大，裝有鐵芯(2)的套管(14)位于骨架(6) 的內(nèi)孔中，套管(14)的外徑與骨架(6)的內(nèi)徑等大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鐵芯磁通門，其特征在于所述套管(14)是橡膠管、軟 塑料管或黃臘管任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鐵芯磁通門，其特征在于所述鐵芯(2)的材料是坡莫合 金或非晶軟磁材料任一種。
4.一種采用權(quán)利要求1所述單鐵芯磁通門的磁通門雙軸傳感器，其特征在于包括 四個單鐵芯磁通門、支架(7)、擋板(8)、擋片(9)、電路板(12)和底座(13)；四個單 鐵芯磁通門兩兩組成單鐵芯磁通門對，磁通門雙軸傳感器由單鐵芯磁通門對相互垂直構(gòu) 成；支架(7)是長方體，長方體的上、下兩個面上各有一個矩形槽構(gòu)，兩個矩形槽相互 垂直；支架(7)的高度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形邊長的2倍；矩形槽的長度等于 單鐵芯磁通門骨架(6)的長度；矩形槽的寬度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形邊長的2 倍；矩形槽的深度等于單鐵芯磁通門兩端的正方形的邊長；X軸的單鐵芯磁通門對位于 長方體上面的矩形槽內(nèi)；Y軸的單鐵芯磁通門對位于長方體下面的矩形槽內(nèi)；支架(7)的左側(cè)面和后側(cè)面分別有一個擋片(9)，擋片(9)通過螺釘(11)固定在支架 (7)上；每個擋片(9)上都有四個小孔，每個小孔能穿過兩根線圈引線，每個引線槽(17) 中的引線從四個小孔中穿過，X軸的引線從左側(cè)面擋片(9)引出；Y軸的引線從后側(cè)面擋 片(9)引出；支架(7)的右側(cè)面和前側(cè)面分別有一個擋板(8)，擋板(8)通過螺釘(11)固定在支架 (7)上；擋板(8)上正對著每個單鐵芯磁通門的中心處都有便于裝配鐵芯的頂絲孔(18)， 通過頂絲(10)固定鐵芯(2)；每個擋片(9)靠近單鐵芯磁通門的一側(cè)都有一塊與擋片(9)尺寸相同的橡膠墊；每個 頂絲(10)靠近單鐵芯磁通門的一側(cè)都有一個與頂絲(10)截面尺寸相同的橡膠墊；支架(7)上面設(shè)有螺紋孔(19)，一塊與支架(7)上面大小相同電路板(12)通過螺紋 孔(19)固定在支架(7)上；激勵信號(20)引線與X軸的一個激勵線圈入端(21)引線相連并焊在X激勵焊盤(27) 上，X軸兩個激勵線圈出端(22)引線相連并焊在X激勵過渡焊盤(28)上；X軸另一個激 勵線圈入端(21)引線與Y軸的一個激勵線圈入端(21)引線相連并焊在Y激勵焊盤(29) 上，Y軸兩個激勵線圈出端(22)引線相連并焊在Y激勵過渡焊盤(30)上；Y軸另一個 激勵線圈入端(21)引線接地并焊在地線焊盤(31)上；X軸一個測量線圈入端(23)引線與X軸另一個測量線圈出端(24)引線相連并焊在X測量過渡焊盤(32)上；X軸另一個 測量線圈入端(23)引線與X軸輸出信號(25)引線相連并焊在X輸出信號焊盤(33)上， X軸另一個測量線圈出端(24)引線接地并焊在地線焊盤(31)上；Y軸一個測量線圈入端 (23)引線與Y軸另一個測量線圈出端(24)引線相連并焊在Y測量過渡焊盤(34)上；Y 軸另一個測量線圈入端(23)引線與Y軸輸出信號(26)引線與相連并焊在Y輸出信號焊 盤(35)上，Y軸另一個測量線圈出端(24)引線接地并焊在接地焊盤(31)上；支架(7)下面設(shè)有螺紋孔，螺釘(11)穿過螺紋孔將支架(7)與底座(13)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁通門雙軸傳感器，其特征在于所述無磁金屬材料是黃 銅或無磁硬鋁任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單鐵芯磁通門以及磁通門雙軸傳感器，用于解決現(xiàn)有的雙軸磁通門傳感器繞線困難的技術(shù)問題。技術(shù)方案是磁通門的鐵芯是長條形，加工繞線更加方便，更能保證測量軸與安裝軸的一致。磁通門與傳感器支架分離，降低鐵芯、線圈的加工、繞線和裝配的復(fù)雜程度，保證了兩個軸之間的相互垂直和測量軸與外殼的一致性，提高了磁通門雙軸傳感器的可靠性和可維修性；電路板的橡膠墊和頂絲上的橡膠墊以及柔性套管減小了鐵芯所受的應(yīng)力，提高了磁通門鐵芯抗沖擊能力。
文檔編號G01R1/02GK102012491SQ20101055648
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者嚴(yán)家明, 劉詩斌 申請人:西北工業(yè)大學(xué)