发明名称 电磁位置感测器
摘要 本发明提供一非接触型电磁位置感测器,提供一具有改良线性特性、感测范围增大之磁场。电磁位置感测器包括:一对磁石、一对在两磁石间延伸之极条,相互分开放置以形成一气隙,以及一磁通量感测器,可沿着气隙来感测磁通量密度之变化量值。极条部件与各磁石形成一阶梯状界面,并与磁石共同提供一磁场,该磁场之感测磁通量密度实质沿着气隙之全长而呈实质地线性变化。磁通量感测器位于磁场中,并可沿着气隙来感测磁通量密度之变化量值,以及发出一输出讯号,显示该磁通量感测器在磁场之相对位置。
申请公布号 TWI270661 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW092118573 申请日期 2003.07.08
申请人 华百士科技公司 发明人 盖瑞.W.强森;史坦利.J.多曼斯基
分类号 G01B7/004(2006.01);G01D5/12(2006.01) 主分类号 G01B7/004(2006.01)
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种电磁位置感测器(magnetic position sensor),包含: 一磁石; 一对极条部件,其分开放置以形成一气隙,该等极 条部件各自与该磁石形成一阶梯状界面以产生磁 场,在该磁场中之气隙具有可变性磁通量密度;以 及 一磁通量感测器,位于该磁场中,并可沿着该气隙 来感测磁通量密度之变化量値,并发出一输出讯号 ,显示该磁通量感测器相对于磁场之位置。 2.如申请专利范围第1项之电磁位置感测器,其中, 该等极条部件各包括一凹槽,且其大小及形状被设 定来装收该磁石的之相对部分,以形成该阶梯状界 面。 3.如申请专利范围第2项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件之凹槽包含一矩形切口;以及 其中该磁石之对应部分,包含该磁石之一个角区。 4.如申请专利范围第2项之电磁位置感测器,其中, 该等极条部件各有一厚度;以及 该凹槽之深度约为该厚度之一半。 5.如申请专利范围第1项之电磁位置感测器,其中, 该磁石具有第一极面、第二极面,以及该第一极面 和第二极面间延伸之多个侧边面;以及 该等极条部件各包括第一部分,其与第一和第二极 面相邻,以及第二部分,其与该侧边面中之一个相 邻,因而与该磁石形成阶梯状界面。 6.如申请专利范围第5项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件之第一及第二部分共同形成一矩形切 口,其大小及形状被设定来接收该磁石的一个对应 角区,因而与该磁石形成阶梯状界面。 7.如申请专利范围第5项之电磁位置感测器,其中, 该磁石具有一个实质上为矩形之结构。 8.如申请专利范围第5项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件之第一部分形成一凹面,且其中该极条 部件之第二部分则形成一肩面;以及 其中该凹面系被设置与第一和第二极面相邻;且 其中该肩面系被设置与侧边面中之一个相邻。 9.如申请专利范围第1项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件是由不同于冷轧钢之磁阻材质所制成 。 10.如申请专利范围第1项之电磁位置感测器,其中, 该气隙沿着第一轴延伸,该磁石沿着与该第一轴成 横向之第二轴进行极化。 11.如申请专利范围第10项之电磁位置感测器,其中, 该第一轴与第二轴实质上彼此成相互垂直状。 12.如申请专利范围第10项之电磁位置感测器,其中, 该第一轴实质上为直线。 13.如申请专利范围第1项之电磁位置感测器,其中, 该磁通量感测装置为一霍尔效应(Hall-effect)型感测 器。 14.一种电磁位置感测器,包括: 第一磁石; 第二磁石; 第一极条,在该第一磁石与第二磁石间延伸; 第二极条,在该第一磁石与第二磁石间延伸,并且 分开放置以形成一气隙; 该第一与第二极条部件形成之阶梯状界面与该第 一及第二磁石形成一磁路,该磁路提供一磁场,且 其中之气隙有不同之磁通量密度;以及 一磁通量感测器,位于该磁场中,并可沿着该气隙 来感测磁通量密度之变化量値,并发出一输出讯号 ,显示该磁通量感测器相对于该磁场之位置。 15.如申请专利范围第14项之电磁位置感测器,其中, 第一磁石与第二磁石系在相反之方向被极化。 16.如申请专利范围第14项之电磁位置感测器,其中, 第一与第二极条包括相反之末端部分,该末端部分 各自形成一凹槽,其大小及形状被设定来接收该磁 石的之相对部分,以形成该阶梯状界面。 17.如申请专利范围第14项之电磁位置感测器,其中, 该磁石有第一极面、第二极面,以及该第一极面和 第二极面间延伸之多个侧边面; 其中该第一与第二极条两者包括一对凹槽,该等凹 槽与其相对应之第一与第二磁石共同形成该阶梯 状界面,该等凹槽各包括邻近于该第一与第二极面 中之一个之第一部分,与邻近于该等侧边面中之一 个之第二部分,以形成该阶梯状界面。 18.如申请专利范围第17项之电磁位置感测器,其中 该等凹槽各包含一矩形切口,其大小及形状被设定 来接收磁石的一个对应角区,因而与该磁石形成阶 梯状界面。 19.一种电磁位置感测器,包含: 一磁石,具有第一极面,第二极面,且在该第一及第 二极面间延伸之侧边面; 一对极条部件,其分开放置以形成一气隙,且该等 极条部件与该磁石共同产生一磁场,在该磁场中之 气隙具有可变性磁通量密度,该等极条部件各包括 邻近于该第一与第二极面中之一个之第一部份,与 邻近于该等侧边面中之一个之第二部分;以及 一磁通量感测器,位于该磁场中,并可沿着该气隙 来感测磁通量密度之变化量値,并发出一输出讯号 ,显示该磁通量感测器相对于该磁场之位置。 20.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中 该等极条部件各包括一凹槽,其大小及形状被设定 来接收磁石的一个对应角区,以形成该阶梯状表面 。 21.如申请专利范围第20项之电磁位置感测器,其中, 凹槽包含一矩形切口。 22.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该等极条部件之第一部分形成一凹面,而其中该极 条部件之第二部分则形成一肩面;以及 其中该凹面系被设置与第一和第二极面相邻;且 其中该肩面系被设置与侧边面中之一个相邻。 23.如申请专利范围第22项之电磁位置感测器,其中, 该凹面与该肩面实质上彼此互相垂直,以形成一矩 形切口。 24.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件有一总体厚度;以及 其中,该极条部件之第一部分之厚度约为该总体厚 度之二分之一。 25.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件之第一部分,各自实质地完全延伸于该 磁石之第一和第二极面两者间。 26.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件实质上与彼此互为平行。 27.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该气隙沿着第一轴延伸,该磁石沿着与该第一轴成 横向之第二轴进行极化。 28.如申请专利范围第27项之电磁位置感测器,其中, 该第一轴与第二轴实质上彼此成相互垂直状。 29.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该磁石实质上为矩形之构造。 30.如申请专利范围第19项之电磁位置感测器,其中, 该极条部件是由不同于冷轧钢之磁阻材质所制成 。 图式简单说明: 图1系一习知电磁位置感测器之顶视平面图。 图2系描绘图1所示习知电磁位置感测器沿着感测 轨道之磁通量密度随其沿着感测轨道之轴心位置 之函数图。 图3系根据本发明一形式之电磁位置感测器之俯视 平面图。 图4系一正视图,部分为图3所示之电磁位置感测器 之剖视图。 图5系描绘图3所示电磁位置感测器之磁通量密度 沿着感测轨道,随其沿着感测轨道之轴心位置之函 数图。 图6系描绘图3所示电磁位置感测器沿着感测轨道 之轴心位置与电子讯号输出之函数图。
地址 美国