專利名稱：新型磁敏方位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬方位傳感器類，具體地說(shuō)是一種新型的磁敏方位傳感器。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，社會(huì)、單位，家庭的安全防范及人民日常生活中，經(jīng)常需要通過(guò)對(duì)被監(jiān)控物體的方位，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)，來(lái)有效地監(jiān)控被測(cè)物體，實(shí)現(xiàn)安全防范報(bào)警之目的。例如，采用磁敏方位傳感器附著于汽車上，當(dāng)停泊的汽車出現(xiàn)非正常方位變化，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)，這種變化將被傳感器自動(dòng)檢測(cè)出，從而可向主人提示汽車狀態(tài)，及時(shí)報(bào)警，防止汽車被盜。同時(shí)，磁敏方位傳感器還可以用于其他貴重物體的方位及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的探測(cè)，從而有效地防范報(bào)警。
目前，雖然用于安全防范報(bào)警的傳感器種類繁多，但一般測(cè)量系統(tǒng)均較復(fù)雜，且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)附著物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的方位，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的有效探測(cè)和判斷。雖有一種機(jī)械振動(dòng)傳感器能夠探測(cè)物體的靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但也無(wú)法判斷其方位的變化程度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和變化趨勢(shì)。本實(shí)用新型磁敏方位傳感器利用密閉于園球腔結(jié)構(gòu)里且懸浮于液體介質(zhì)中的嵌有超高強(qiáng)磁性磁針的半球體，與固定的地球磁場(chǎng)相互作用的機(jī)理，來(lái)實(shí)時(shí)自動(dòng)捕捉附著物體的方位和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，這種變化信息由埋置于傳感器殼體內(nèi)空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件所捕捉，經(jīng)過(guò)用戶附加的方位、狀態(tài)分析與判別邏輯電路處理而給出物體的方位，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判別指示。這種傳感器結(jié)構(gòu)靈巧、體積微小，且直接給出轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、滾動(dòng)、偏轉(zhuǎn)90°、180°多種方位、狀態(tài)變化的邏輯判斷信息，使用方便，易于應(yīng)用。
本實(shí)用新型由具有園球腔的殼體，園球腔內(nèi)的液體介質(zhì)，具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體，嵌于具有園球腔殼體內(nèi)的空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件所構(gòu)成，且和用戶附加的方位、狀態(tài)分析與判別邏輯電路相配合，將傳感信息轉(zhuǎn)成邏輯判別結(jié)果輸出。其中具有園球腔的殼體采用非導(dǎo)磁性固體材料制作，其內(nèi)部具有8mm至800mm直徑的空?qǐng)@球腔。園球腔內(nèi)的液體介質(zhì)采用密度為500至2800kg·m3任一值的液體。具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體采用非導(dǎo)磁性固體材料制作成磨菇狀半球體，磨菇狀半球體柱狀根部嵌有鋼珠，通過(guò)半球體直徑線且垂直于其柱狀根部嵌有長(zhǎng)度和半球體直徑相等的由釹鐵硼材料制作的超高強(qiáng)磁性的柱狀磁針，磁柱的直徑為1mm至120mm之間任一值。嵌于具有園球腔的傳感器殼體內(nèi)的空間分布的霍耳磁敏感應(yīng)檢測(cè)部件采用數(shù)量為3至25只之間任一值的霍耳集成電路芯片，分別埋置于貼近園球腔的對(duì)稱位置的槽內(nèi)。用戶附加的方位、狀態(tài)分析與判別邏輯電路是根據(jù)嵌于具有園球腔的傳感器殼體內(nèi)的空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)感應(yīng)檢測(cè)部件的狀態(tài)信息檢測(cè)量與狀態(tài)分類的邏輯關(guān)系，采用可編程邏輯器件(GAL)來(lái)實(shí)現(xiàn)。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)例的結(jié)構(gòu)主視剖視圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)例的結(jié)構(gòu)側(cè)視剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)例的頂視剖視圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)例霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件(4)的電原理圖。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)例用戶附加的方位、狀態(tài)分析與判別邏輯電路圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型實(shí)例作進(jìn)一步描述。新型磁敏方位傳感器實(shí)例由具有園球腔的殼體(1)，園球腔內(nèi)的液體介質(zhì)(2)，具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體(3)，嵌于具有園球腔的殼體內(nèi)空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件(4)所構(gòu)成；且和用戶附加的方位、狀態(tài)分析與判別邏輯電路A相配合工作。其中具有園球腔的殼體(1)采用非導(dǎo)磁性固體材料制作，在其內(nèi)部形成具有直徑為20mm的空?qǐng)@球腔。制作中，該具有園球腔的殼體可以由先形成兩個(gè)半球腔的殼體對(duì)耦粘合成一體。園球腔內(nèi)的液體介質(zhì)(2)采用密度為1200kg·m3的聚甲基硅酮通過(guò)針孔灌注入球形腔內(nèi)，灌注后，采用環(huán)氧樹(shù)脂將針孔密封。具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體(3)采用非導(dǎo)磁性固體材料制成呈蘑菇狀的半球體，球體直徑為18mm，球體柱狀根部的柱體直徑為7.5mm，柱體內(nèi)有有一深7mm，直徑為5.1mm的柱形園孔，孔內(nèi)活動(dòng)性嵌入一只直徑為5mm的鋼珠B；在和柱狀根部垂直，且貫穿球體中心有一直徑為3mm的園柱形槽，槽內(nèi)嵌有直徑為3mm，長(zhǎng)度為18mm的釹鐵硼強(qiáng)磁材料制成的超高強(qiáng)磁性磁針C。在蘑菇狀的半球體頂部垂直于柱狀根部，削去弦高為3mm的一塊，使半球體頂部為一平面。嵌于具有園球腔的殼體內(nèi)的空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件(4)采用編號(hào)為T(mén)1，T2，T3，T4，T5的5只UN3020霍耳集成電路芯片，分別埋置于殼體內(nèi)貼近園球腔的5個(gè)對(duì)稱位置的槽內(nèi)組合而成，用戶附加的方位、狀態(tài)分析與判別邏輯電路A采用編號(hào)為V01和V02的2片串接的GAL16V8可編程器件和編號(hào)為V03和V04的2片并接的GAL20V8的可編程器件串聯(lián)后，根據(jù)編號(hào)為T(mén)1和T2和T3和T4和T5的霍耳集成電路芯片的狀態(tài)信息檢測(cè)量與狀態(tài)分類的邏輯關(guān)系，來(lái)編程組合實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的基本工作過(guò)程是將該磁敏方位傳感器附著于有待檢測(cè)，監(jiān)控其方位變化，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物體之上。當(dāng)靜止的物體由于某種外力的作用，發(fā)生方位偏移或振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng)或來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于懸浮于液體介質(zhì)(2)中的傳感半球體(3)中的超高強(qiáng)磁性磁針和地球磁場(chǎng)強(qiáng)烈的相互作用，使傳感半球體方位、狀態(tài)隨待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變化，從而使對(duì)稱位置空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件實(shí)時(shí)探測(cè)隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息，給出分析和判別物體隨機(jī)的方位和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的時(shí)序信息依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)即時(shí)監(jiān)控，檢測(cè)物體方位及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化之目的。
權(quán)利要求1.由具有園球腔的殼體(1)，園球腔內(nèi)的液體介質(zhì)(2)，具有超高強(qiáng)磁性磁針C的內(nèi)懸浮傳感半球體(3)，嵌于具有園球腔殼體(1)內(nèi)的空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件(4)所組合而成的新型磁敏方位傳感器，其特征在于在殼體(1)密封的園球腔內(nèi)，充有液體介質(zhì)(2)和具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的新型磁敏方位傳感器，其特征在于具有園球腔的殼體(1)和內(nèi)懸浮傳感半球體(3)采用非導(dǎo)磁性固體材料制作，其園球腔的直徑為8mm至800mm之間任一值，嵌于內(nèi)懸浮傳感半球體(3)中的超高強(qiáng)磁性磁針C采用釹鐵硼材料制作，其長(zhǎng)度低于殼體(1)的園球腔的直徑，其直徑為1.0mm～120mm之間的任一值。
3.如權(quán)利要求(1)和(2)所述的新型磁敏方位傳感器，其特征在于園球腔內(nèi)的液體介質(zhì)(2)采用比重為1至3之間任一值的液體。
4.如權(quán)利要求(1)、(2)所述的新型磁敏方位傳感器，其特征在于嵌于具有園球腔的殼體內(nèi)空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件可采用數(shù)量為3至25只之間任一值的霍耳集成電路芯片，分別埋置于貼近園球腔的對(duì)稱位置的槽內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型磁敏方位傳感器；其要點(diǎn)在于由具有圓球腔的殼體(1)，圓球腔內(nèi)的液體介質(zhì)(2)，具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體(3)，嵌于具有圓球腔的殼體(1)內(nèi)的空間分布的霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件(4)所組合構(gòu)成，且和用戶附加的方位，狀態(tài)分析與判別邏輯電路A相配合而工作。其特征在于當(dāng)新型磁敏方位傳感器附著于被監(jiān)控、檢測(cè)的物體之上時(shí)，其具有超高強(qiáng)磁性磁針的內(nèi)懸浮傳感半球體和地球磁場(chǎng)的相互作用，且隨被測(cè)物體的方位、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化而變化，這種變化亦即時(shí)被霍耳磁感應(yīng)檢測(cè)部件(4)所檢測(cè)，給出分析和判別物體隨機(jī)的方位和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的時(shí)序信息依據(jù)，從而可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)物體的狀態(tài)隨機(jī)變化之目的。
文檔編號(hào)G01B7/02GK2210382SQ9421692
公開(kāi)日1995年10月18日 申請(qǐng)日期1994年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月15日
發(fā)明者朱明程, 鄧景桐 申請(qǐng)人:朱明程, 鄧景桐