一種霍爾式磁性液體加速度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及慣性傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種新型霍爾式磁性液體加速度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]加速度傳感器廣泛地應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，相比傳統(tǒng)加速度傳感器，磁性液體加速度傳感器沒有機械磨損，摩擦系數(shù)很小，因此具有更高的靈敏度和可靠性?，F(xiàn)有加速度傳感器結(jié)構(gòu)如專利申請?zhí)朇N103675351A，該傳感器采用變壓器電橋電路，需要高頻交流信號源和專門的輸出信號處理電路，體積較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，不利于傳感器向小型化、輕便化方向發(fā)展;并且該類型傳感器結(jié)構(gòu)一旦確定，量程和靈敏度就不可更改，不利于實用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的為針對現(xiàn)有技術(shù)存在的輸出信號處理電路繁瑣，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積較大，成本較高等不足，提出一種新型霍爾式磁性液體加速度傳感器。該傳感器利用差動霍爾元件感應(yīng)由慣性質(zhì)量的軸向移動所引起的空間兩點間磁感應(yīng)強度的變化，霍爾元件的輸出電壓不必經(jīng)過信號電路處理，可以直接輸出，具有體積輕便、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點；改變傳感器殼體兩端的永磁體參數(shù)就能實現(xiàn)量程和靈敏度可變的功能，提高了傳感器的適應(yīng)能力。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]—種霍爾式磁性液體加速度傳感器，該裝置包括:左端蓋、第二永磁體、殼體、第一霍爾元件、第一永磁體、第二霍爾元件、第三永磁體、右端蓋、磁性液體；
[0006]所述的殼體為圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部中間為第一永磁體，第一永磁體兩端飽和吸附有磁性液體;殼體的左端口處放置有第二永磁體，右端口處放置有第三永磁體;殼體的兩端通過螺紋連接分別安裝有左端蓋和右端蓋；
[0007]所述第二永磁體、第一永磁體和第三永磁體均為圓柱形結(jié)構(gòu);三個永磁體之間，相鄰永磁體間極性相對放置;其中第二永磁體和和第三永磁體的直徑相同，長度也相同；第一永磁體與另兩個永磁體之間的間距相等，距離為第一永磁體長度的0.9?1.1倍。
[0008]第一永磁體直徑比殼體的內(nèi)徑小另兩個永磁體的直徑大于/等于第一永磁體的直徑，且小于殼體的內(nèi)徑；
[0009]第一霍爾元件和第二霍爾元件分別固定在殼體的外表面上，且二者與殼體的中線成對稱分布，兩個霍爾元件間的距離大于第一永磁體的長度8?1mm;第一霍爾元件和第二霍爾元件采用差動連接方式，其輸出分別外接。
[0010]所述的左端蓋、殼體和右端蓋材質(zhì)均為金屬鋁。
[0011 ]第一永磁體、第二永磁體和第三永磁體均選用第三代永磁體釹鐵硼N35。
[0012]磁性液體為煤油基Fe3O4磁性液體。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]1.本發(fā)明采用新型的加速度信號測量方式，與現(xiàn)有的磁性液體加速度傳感器相比具有以下優(yōu)勢:現(xiàn)有磁性液體加速度傳感器大多采用電感線圈結(jié)構(gòu)如專利申請?zhí)朇N103675351A，這種電感線圈結(jié)構(gòu)多使用變壓器電橋電路，變壓器電橋電路需要交流電壓信號輸入，輸出電壓差很小，為mV級的弱小信號，所得的電壓差必須經(jīng)過放大、整流、濾波等功能的專門信號處理電路才能輸出。本發(fā)明利用線性霍爾元件感應(yīng)由慣性質(zhì)量的軸向移動所引起的空間兩點間磁感應(yīng)強度的變化，并把這種變化以電壓的形式直接輸出，霍爾元件輸出電壓范圍為1-4.2V，省去專門的輸出信號處理電路，霍爾元件僅需2.3-10V直流電壓源供電即可，省去交流信號源，霍爾元件體積遠小于電感線圈，簡化了傳感器的結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)體積，降低了成本。
[0015]2.本發(fā)明用固定在殼體兩端的永磁體為中間慣性質(zhì)量提供回復(fù)力，改變兩端的永磁體的參數(shù)就可以調(diào)節(jié)傳感器的量程和測量靈敏度，與現(xiàn)有量程和靈敏度固定的傳感器相比，本發(fā)明滿足不同場合對加速度傳感器的量程和靈敏度的不同需求，提高了傳感器的適應(yīng)能力。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明霍爾式磁性液體加速度傳感器的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖中:左端蓋1、第二永磁體2、殼體3、第一霍爾元件4、第一永磁體5、第二霍爾元件
6、第三永磁體7、右端蓋8、磁性液體9。
[0018]圖2為圓柱形永磁體。
[0019]圖3為磁性液體加速度傳感器的加速度與輸出特性關(guān)系。
具體實施方案
[0020]以附圖為【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
[0021]—種霍爾式磁性液體加速度傳感器，該裝置包括:左端蓋1、第二永磁體2、殼體3、第一霍爾元件4、第一永磁體5、第二霍爾元件6、第三永磁體7、右端蓋8、磁性液體9;
[0022]所述的殼體3為圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部中間為第一永磁體5(第一永磁體5的中線與殼體的中線重合)，第一永磁體5兩端飽和吸附有磁性液體9(被永磁體飽和吸附的磁性液體9會充滿整個內(nèi)徑，能夠使第一永磁體5懸浮在殼體中間，并確保當傳感器感受到加速度時，第一永磁體5是要能軸向自由移動)；殼體3的左端口處放置有第二永磁體2，右端口處放置有第三永磁體7;殼體3的兩端通過螺紋連接分別安裝有左端蓋I和右端蓋8;(三塊永磁體之間相鄰兩個永磁體同名磁極相對放置，第二、第三永磁體在放置的時候會受到向外的斥力，再擰上兩端的端蓋，左右兩端蓋就能頂住第二、第三永磁體，使第二、三永磁體分別固定在端口)
[0023]所述第二永磁體2、第一永磁體5和第三永磁體7均為圓柱形結(jié)構(gòu)；三個永磁體之間，相鄰永磁體間極性相對放置;其中第二永磁體2和和第三永磁體7的直徑相同，長度也相同；第一永磁體5與另兩個永磁體之間的間距相等，為第一永磁體5長度的0.9?1.1倍。
[0024]第一永磁體5直徑應(yīng)比殼體3的內(nèi)徑小另兩個永磁體的直徑大于/等于第一永磁體5的直徑，且小于殼體3的內(nèi)徑；
[0025]第一霍爾元件4和第二霍爾元件6分別固定在殼體3的外表面上，且二者與殼體3的中線成對稱分布，兩個霍爾元件間的距離大于第一永磁體5的長度