專利名稱：磁場(chǎng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種磁場(chǎng)傳感器，特別是用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速的磁場(chǎng)傳感器，其具有霍耳探針；至少一個(gè)永磁體，其中霍耳探針位于永磁體的磁場(chǎng)的影響區(qū)域內(nèi)；殼體，其圍繞霍耳探針。
前述類型的磁場(chǎng)傳感器優(yōu)選用于監(jiān)測(cè)載貨機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)速，由于在信號(hào)傳感器中將磁敏元件或者霍耳發(fā)生器用作主動(dòng)元器件，因此相對(duì)于感應(yīng)傳感器，信號(hào)傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于其可以檢測(cè)相對(duì)低的轉(zhuǎn)速以及在靜止范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器除了用于測(cè)量機(jī)動(dòng)車傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速外，也可以用于監(jiān)測(cè)其他運(yùn)動(dòng)例如旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者平移。
背景技術(shù)：
常規(guī)制造方式的磁場(chǎng)傳感器已經(jīng)在歐洲專利EP 0 546 355 B1中公開(kāi)。這種部件的格外精確的運(yùn)轉(zhuǎn)僅可以依靠高度復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程和裝配過(guò)程實(shí)現(xiàn)。此外，大量的工序還包括，在預(yù)先精確調(diào)整霍耳探針相對(duì)于永磁體的位置之后，利用UV固化粘合劑將永磁體固定在與永磁體壓配合的支架上。這種磁場(chǎng)傳感器的通常特殊的工作條件，特別是相當(dāng)大的從-40℃到+150℃的溫度波動(dòng)以及在機(jī)械振動(dòng)和振動(dòng)載荷方面的工作條件，要求永磁體格外穩(wěn)定地固定在磁場(chǎng)傳感器上。沉重的永磁體在為此設(shè)置的支架上的足夠的連接強(qiáng)度可以例如這樣的實(shí)現(xiàn)，即在涂敷UV固化粘合劑之前，接觸點(diǎn)利用底漆活化。在UV固化之后，必須在室溫下另外進(jìn)行至少三小時(shí)的熱固化，從而可以保證連接所要求的質(zhì)量。為了使由霍耳探針產(chǎn)生的信號(hào)的脈沖寬度在其經(jīng)過(guò)齒輪或者類似的磁場(chǎng)集中器時(shí)具有預(yù)期的脈沖寬度，通常設(shè)計(jì)為霍耳集成電路的霍耳探針必須相對(duì)于優(yōu)選設(shè)計(jì)為環(huán)形磁體的永磁體精確地對(duì)齊。從大量的未完全列出的、需以高的精密度進(jìn)行的工序中可以看出常規(guī)磁場(chǎng)傳感器的高的裝配和制造費(fèi)用的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種磁場(chǎng)傳感器，該磁場(chǎng)傳感器能夠以較低的費(fèi)用或者說(shuō)復(fù)雜度和低缺陷率生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的目的這樣實(shí)現(xiàn)，即開(kāi)頭描述的磁場(chǎng)傳感器的永磁體固定在殼體上。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，永磁體固定在殼體上有一系列的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橥ǔＳ糜诒Ｗo(hù)霍耳探針的殼體設(shè)計(jì)為堅(jiān)固的和剛性的，殼體具有特別的能力來(lái)支持通常情況下比較重的永磁體。在此，殼體的形狀能夠容易地適合于這個(gè)目的證明是特別有利的。一個(gè)決定性的優(yōu)點(diǎn)基于這樣的事實(shí)，即永磁體不必再?gòu)?fù)雜地利用粘接的方法固定在支架上，在現(xiàn)有技術(shù)中，支架通常固定在印刷電路板上。
當(dāng)永磁體設(shè)計(jì)為環(huán)形或者空心圓柱體時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)傳感器的特別好的固定和特別突出的電子和電氣特性。利用這種方法，殼體可以特別簡(jiǎn)單地提供給永磁體附加的形狀配合或者說(shuō)形狀封閉性的支撐。在永磁體的縱向軸線對(duì)齊霍耳傳感器的感應(yīng)軸線的方向時(shí)，在幾乎所有的運(yùn)行條件下產(chǎn)生磁場(chǎng)傳感器的特別好的可評(píng)估脈沖。在此感應(yīng)軸線被定義為其取向垂直于霍耳電壓的電場(chǎng)方向以及垂直于霍耳探針中的主電流方向。當(dāng)感應(yīng)軸線與永磁體的圓柱體縱向軸線重合時(shí)，實(shí)現(xiàn)最好的效果。
由于在生產(chǎn)方面以及在EMV(電磁兼容性)方面的優(yōu)點(diǎn)，殼體可以至少部分地由塑料構(gòu)成。當(dāng)殼體并不與霍耳探針或者霍耳集成電路構(gòu)成易受耦合影響的電容時(shí)，那么特別實(shí)現(xiàn)在EMV(電磁兼容性)方面的最佳化。當(dāng)殼體完全由塑料制成時(shí)，可以可靠地避免這一點(diǎn)。當(dāng)塑料是抗高溫的時(shí)，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域是特別有利的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案提出，磁場(chǎng)傳感器具有一個(gè)插頭或者一個(gè)插座，其設(shè)計(jì)為帶有壓力注塑包封的觸點(diǎn)的塑料部件。這種實(shí)施例特別應(yīng)用于傳感器以及連接在其上的電子導(dǎo)線的模塊結(jié)構(gòu)。此外，利用這種方法，也示出根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)，當(dāng)殼體基體同樣由相應(yīng)的塑料制成時(shí)，在磁場(chǎng)傳感器中，殼體具有一個(gè)可以關(guān)閉的殼體基體，插座或者插頭與殼體基體可以互相焊接在一起。用于兩個(gè)部件的焊接方法優(yōu)選為超聲波焊接、震動(dòng)焊接或者旋轉(zhuǎn)焊接。
根據(jù)本發(fā)明，殼體或者殼體基體優(yōu)選地設(shè)計(jì)為注塑部件，并且將永磁體噴射到殼體中。利用這種方法可以僅僅在一個(gè)工序中就實(shí)現(xiàn)了永磁體與殼體的極好的連接。此外，這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)殼體基體的可關(guān)閉的、且單側(cè)封閉的套筒狀圓柱體的優(yōu)選的形狀，其中霍耳探針優(yōu)選地設(shè)置在圓柱體的封閉端上。利用這種方法，由于殼體的封閉端部產(chǎn)生對(duì)于霍耳探針特別穩(wěn)定的保護(hù)，并將永磁體特別堅(jiān)固地支撐在殼體基體。特別是在作為環(huán)形或者空心圓柱體的永磁體的設(shè)計(jì)中提出，霍耳探針這樣布置，即感應(yīng)軸線平行于殼體的圓柱體縱向軸線延伸。
根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器為實(shí)現(xiàn)在操作和裝配友好性方面的優(yōu)點(diǎn)，可以這樣的設(shè)計(jì)，即殼體基體具有相對(duì)于封閉端的開(kāi)放端，并且殼體的開(kāi)放端利用設(shè)計(jì)為插座或者插頭的模制件(成型件)封閉。這個(gè)封閉物可以為了維修或者保養(yǎng)的目的而設(shè)計(jì)為可打開(kāi)的封閉物。因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)，維修的狀況很少出現(xiàn)并且特別是由于根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器的密封性的重要性，這種封閉物優(yōu)選與殼體基體粘接或者焊接。
通常設(shè)計(jì)為霍耳集成電路的相對(duì)輕的霍耳探針優(yōu)選地固定在同樣設(shè)置在殼體中的印刷電路板上，并且與之電接觸。當(dāng)在霍耳探針和周圍的殼體之間的剩余的空間至少部分利用阻尼物質(zhì)特別是凝膠體，特別是利用肖氏硬度值大約為A30的雙組分硅橡膠填充時(shí)，對(duì)于消除在霍耳探針上出現(xiàn)的晃動(dòng)帶來(lái)的可能的消極影響是非常有利的。


以下基于一個(gè)實(shí)施例，但不局限于這個(gè)實(shí)施例，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
圖中示出圖1根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器的縱向截面圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)傳感器1在圖1中利用標(biāo)號(hào)1示出。磁場(chǎng)傳感器1的主要組成部件是殼體2、霍耳探針3、永磁體4，其中霍耳探針3固定在印刷電路板5上。
圓柱形的殼體2具有殼體基體6以及一個(gè)設(shè)計(jì)為封閉物的模制件7。殼體2是圓柱形形狀，具有封閉端8和開(kāi)放端9，其中殼體基體6作為注塑部件由塑料制成。電路板5沿著殼體2的圓柱體縱向軸線10延伸。在殼體2的封閉端8的區(qū)域中，設(shè)計(jì)為空心圓柱體的永磁體4澆注在殼體基體6中。
在殼體基體6的封閉端8的一側(cè)，設(shè)計(jì)為霍耳集成電路的霍耳探針3處于印刷電路板5的端面11上?；舳结?的感應(yīng)軸線12在殼體2的圓柱體縱向軸線10的方向上延伸，它們與永磁體4的縱向軸線13重合?；舳结?差0.2mm延伸到永磁體4的端面15，霍耳探針處于殼體2的封閉端8的一側(cè)。在霍耳探針3和殼體基體6或者永磁體4之間的剩余空間利用凝膠體20部分地填充，凝膠體衰減部件之間的運(yùn)動(dòng)。
密封地封閉殼體基體6的模制件7利用超聲波焊接固定在殼體基體6上。模制件7同樣設(shè)計(jì)為注塑部件，并且其一方面支撐電路板5，另一方面，模制件設(shè)計(jì)為插座，其中觸點(diǎn)30澆注到或者壓力注塑包封在模制件7中。
權(quán)利要求
1.磁場(chǎng)傳感器，特別用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速，其具有霍耳探針(3)；至少一個(gè)永磁體(4)，其中所述霍耳探針(3)處于所述永磁體(4)的磁場(chǎng)影響范圍中；殼體(2)，殼體包圍所述霍耳探針(3)，其特征在于，所述永磁體(4)固定在所述殼體(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述永磁體(4)設(shè)計(jì)為環(huán)形或者空心圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述永磁體(4)的縱向軸線(13)與霍耳傳感器的感應(yīng)軸線(12)基本上重合，所述感應(yīng)軸線(12)的取向?yàn)榇怪庇诨舳妷旱碾妶?chǎng)方向以及垂直于在所述霍耳探針(3)中的主電流的方向。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述殼體(2)至少部分地由塑料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述塑料是抗高溫的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述磁場(chǎng)傳感器(1)具有插頭或者插座，所述插頭或者插座設(shè)計(jì)為帶有壓力注塑包封觸點(diǎn)(30)的塑料部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和6所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述殼體(2)具有一個(gè)可封閉的殼體基體(6)，所述插座和所述殼體基體(6)互相焊接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述插座與所述殼體基體(6)利用超聲波焊接、震動(dòng)焊接或者旋轉(zhuǎn)焊接互相連接在一起。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述殼體(2)具有一個(gè)可封閉的殼體基體(6)，殼體基體設(shè)計(jì)為單側(cè)封閉的套筒狀的圓柱體，其中所述霍耳探針(3)設(shè)置在封閉端(8)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述霍耳探針(3)的感應(yīng)軸線(12)平行于所述殼體(2)的圓柱體縱向軸線(10)延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述殼體基體(6)具有一個(gè)與所述封閉端(8)相對(duì)的開(kāi)放端(9)，并且所述殼體(2)的開(kāi)放端(9)利用設(shè)計(jì)為插座或者插頭的模制件(7)封閉。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述殼體(2)或者所述殼體基體(6)設(shè)計(jì)為注塑部件，并且將所述永磁體(4)噴射到所述殼體(2)中。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，所述霍耳探針(3)固定在印刷電路板(5)上，并與該印刷電路板電子連接。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的磁場(chǎng)傳感器，其特征在于，在所述霍耳探針(3)和周圍的所述殼體(2)之間的剩余的空間至少部分利用阻尼物質(zhì)，特別是利用凝膠體(20)填充，特別是利用肖氏硬度值大約為A30的雙組分硅橡膠填充。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁場(chǎng)傳感器，特別用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速的磁場(chǎng)傳感器，其具有霍耳探針(3)；至少一個(gè)永磁體(4)；殼體(2)，其中霍耳探針(3)處于永磁體(4)的磁場(chǎng)影響區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明的目的是提供一種以很少的復(fù)雜度生產(chǎn)的磁場(chǎng)傳感器。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的而提出將永磁體(4)固定在殼體(2)上。這個(gè)裝置的決定性的優(yōu)點(diǎn)在于其具有格外高的穩(wěn)定性，并且不易受到震動(dòng)的影響。
文檔編號(hào)G01D11/24GK1856711SQ200480027702
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者奧特馬爾·莫德斯特 申請(qǐng)人:西門子公司