專利名稱：非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁敏傳感器領(lǐng)域。尤其是涉及一種用于飛機測量加輸油活門位置的霍爾位置信號器，涉及一種高可靠小體積寬工作溫度范圍非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器設(shè)計技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為測量位置的霍爾位置傳感器的公知技術(shù)，是以霍爾器件為核心構(gòu)成組成的霍爾位置傳感器，這類傳感器具有無觸點、無磨損、輸出波形清晰等特點。傳統(tǒng)的霍爾位置傳感器體積大，工作溫度范圍為-40 +85°C，抗電源浪涌電壓低，在飛機加輸油活門位置安裝使用受到限制，主要原因為
1、內(nèi)部使用的霍爾器件為塑封電路，不能滿足工作溫度范圍為巧5 +125°C、儲存溫度范圍為-55 +150°C和高可靠長壽命的使用要求。2、傳統(tǒng)的霍爾位置傳感器抗電源浪涌電壓只能達到40V。3、傳統(tǒng)的霍爾位置傳感器為圓形結(jié)構(gòu)，體積大。4、常溫、高溫和低溫環(huán)境下測量工作位置(信號翻轉(zhuǎn)工作點)不能在4. 5mm 5. 5mm范圍內(nèi)。由于沒有體積小、重量輕、工作溫度范圍寬、測量精度高、高可靠的非接觸式位置信號器，飛機加輸油活門有時無法可靠判斷在加輸油時的打開和關(guān)閉狀態(tài)，無法知道輸油量的多少。而本發(fā)明方法可以解決這一問題?；魻柤呻娐肥且环N磁敏傳感器，由霍爾元件、穩(wěn)壓器、差分放大器、斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，工作電壓為5V MV，傳統(tǒng)霍爾集成電路工作點離散性大，范圍為4 25mT。但其敏感的范圍與工作位置關(guān)系較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種飛機用測量加輸油活門位置的高可靠、小體積、寬工作溫度范圍、抗電源浪涌能力強的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器。尤其是敏感的范圍精確的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器，將貼片霍爾集成電路、穩(wěn)壓器、抗浪涌保護器件、信號變換器件和電源線、信號線所有元器件焊接在一塊印制線路板上，抗浪涌保護器件TVS串接于電源與地之間，其中三端穩(wěn)壓器的輸出端接第二穩(wěn)壓器，第二穩(wěn)壓器接HALL電源端，HALL輸出端通過信號變換器件，完成焊接的印制板構(gòu)成霍爾位置信號器；抗浪涌保護器件選用片式瞬態(tài)抑制二極管吸收浪涌電壓；將元器件組合單元用耐高低溫、粘接性能好的硅橡膠封裝在鋁合金外殼里，成為一個非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器；將非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器用密封膠密封后安裝在加輸油的鑄鋁管上；根據(jù)貼片霍爾集成電路的結(jié)構(gòu)將霍爾感應(yīng)點設(shè)置在離鑄鋁管外殼頭部4mm 位置；設(shè)計Φ4Χ4πιπι的磁鋼用膠固定在Φ6Χ4的鑄鋁管上鋁合金保護套里，安裝在飛機加輸油活門上；這樣就能滿足飛機的使用要求。所述的貼片霍爾電路的蓋板面朝向非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器標示的感應(yīng)點位置，感應(yīng)點位置正對輸油活門上磁鋼的S極，在活門上的磁鋼S極表面離非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器感應(yīng)面4. 5mm 5. 5mm范圍內(nèi)輸出低電壓。本發(fā)明提供的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器包括鋁合金外殼、印制板、高溫導(dǎo)線、霍爾集成電路、硅橡膠和配套磁鋼。高可靠小體積加輸油活門非接觸式霍爾位置信號器是應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理設(shè)計的新型位置信號器。信號器安裝在加輸油活門入口處，當加輸油活門關(guān)閉到位時，信號器輸出低電平，當加輸油活門離開關(guān)閉位置時，信號器輸出高電平。本發(fā)明的有益效果提出了一種小形、薄形陶瓷氣密性封裝的高可靠貼片霍爾集成電路，滿足要求體積小和使用溫度范圍寬的要求。1、采用陶瓷氣密性封裝的貼片霍爾集成電路的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器具有很寬的工作溫度范圍和貯存溫度范圍。2、采用了片式瞬態(tài)抑制二極管的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器能夠吸收 80V (時間100ms)的浪涌電壓。3、體積小、重量輕，重量只有7g，不影響飛機的重量。4、非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器經(jīng)過高溫測試、低溫測試、高溫貯存、溫度循環(huán)、高溫壽命、隨機振動、沖擊、EMC、抗電源浪涌試驗后能夠滿足技術(shù)要求，可以解決飛機加輸油活門需測量位置的難題?？傊景l(fā)明在常溫、高溫和低溫環(huán)境下測量工作位置(信號翻轉(zhuǎn)工作點)保證在
4.5mm 5. 5mm范圍內(nèi)傳感，是一種傳感范圍精確的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器。


圖1為貼片霍爾集成電路外形圖； 圖2為霍爾集成電路輸出特性圖3為高可靠小體積加輸油活門非接觸式霍爾位置信號器結(jié)構(gòu)圖； 圖4為高可靠小體積加輸油活門非接觸式霍爾位置信號器與磁鋼位置關(guān)系圖； 圖5為高可靠小體積加輸油活門非接觸式霍爾位置信號器電子線路原理圖。
具體實施例方式小形、薄形陶瓷氣密性封裝的高可靠貼片霍爾集成電路1如圖1所示，體積為
5.5mmX 3. 6mmX 1. 7mm，在設(shè)計芯片時采用補償和保護措施，使貼片霍爾集成電路的工作溫度范圍達到巧5 +125°C，儲存溫度范圍達到-55 +150°C，測試選用工作點為12 12. 5mT的芯片封裝，貼片霍爾集成電路采用黑陶瓷底盤和無磁鉬銅蓋板封裝。封裝好后貼片霍爾集成電路進行電性能測試，輸出特性曲線如圖2所示，測試合格的貼片霍爾集成電路進行高低溫測試，高低溫循環(huán)，高溫加電老煉；高溫貯存、低溫貯存、檢漏、PIND等試驗。 合格霍爾電路和瞬態(tài)抑制二極管、信號變換器件和電源線、信號線焊接在一塊印制線路板上裝配成元器件組合單元，將元器件組合單元用耐高低溫、粘接性能好的硅橡膠封裝在特殊設(shè)計的鋁合金外殼里，通過一鋁合金外殼2，7. 9mmX 5. 9mm為感應(yīng)頭尺寸，Φ 11 X 2mm為密封圓臺；元器件組合單元3灌封在外殼里的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示；采用釤鈷磁鋼，充磁充至飽和，表面磁感應(yīng)強度為175mT士2 mT，磁鋼5用膠4固定在Φ6Χ4的鋁合金保護套里，安裝在飛機加輸油活門上；根據(jù)霍爾集成電路的結(jié)構(gòu)將霍爾感應(yīng)點6設(shè)置在離外殼頭部(鋁合金保護套)4mm位置；圖4為非接觸式霍爾位置信號器與磁鋼位置關(guān)系圖，活門打開和關(guān)閉位置發(fā)生變化時磁鋼會上下移動，當磁鋼S極表面距離非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器感應(yīng)面4. 5mm 5. 5mm范圍內(nèi)輸出低電壓，遠離大于4. 5mm 5. 5mm時輸出高電壓。本發(fā)明的工作原理如圖5所示，由霍爾集成電路、瞬態(tài)抑制二極管、三端穩(wěn)壓器、 電容、大功率電阻組成，虛線框為貼片霍爾集成電路，由霍爾元件、穩(wěn)壓器、差分放大器、斯密特觸發(fā)器和輸出級組成。
具體實施例方式飛機加輸油活門要求配套的位置信號器體積不大于 7. 9mmX5. 9讓X17讓，重量小于10g，測量位置為5mm士0. 5讓，工作溫度范圍為-55 +125°C，儲存溫度范圍為-55 +150°C，工作電源電壓VCC為+16V +^V，抗電源浪涌電壓達到80V(時間100ms)輸出高電壓彡10V，輸出低電壓彡0. 5V，安裝后要求能解決密封問題，防止航空燃油泄漏；配套磁鋼體積為Φ4Χ4πιπι。
權(quán)利要求
1.非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器，其特征是將貼片霍爾集成電路、穩(wěn)壓器、抗浪涌保護器件、信號變換器件和電源線、信號線在內(nèi)的所有元器件焊接在一塊印制線路板上， 抗浪涌保護器件TVS串接于電源與地之間，其中三端穩(wěn)壓器的輸出端接第二穩(wěn)壓器，第二穩(wěn)壓器接HALL電源端，HALL輸出端通過信號變換器件，完成焊接的印制板構(gòu)成霍爾位置信號器；抗浪涌保護器件選用片式瞬態(tài)抑制二極管吸收浪涌電壓；將元器件組合單元用耐高低溫、粘接性能好的硅橡膠封裝在鋁合金外殼里，成為一個非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器；將非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器用密封膠密封后安裝在加輸油的鑄鋁管上；根據(jù)貼片霍爾集成電路的結(jié)構(gòu)將霍爾感應(yīng)點設(shè)置在離鑄鋁管外殼頭部4mm位置；設(shè)計 Φ4Χ4πιπι的磁鋼用膠固定在Φ6Χ4的鑄鋁管上鋁合金保護套里，安裝在飛機加輸油活門上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器，其特征是所述的貼片霍爾電路的蓋板面朝向非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器標示的感應(yīng)點位置，感應(yīng)點位置正對輸油活門上磁鋼的S極，在活門上的磁鋼S極表面離非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器感應(yīng)面4. 5mm 5. 5mm范圍內(nèi)輸出低電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器，其特征是貼片霍爾集成電路采用黑陶瓷底盤和無磁鉬銅蓋板封裝。
全文摘要
非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器，將貼片霍爾集成電路、穩(wěn)壓器、抗浪涌保護器件、信號變換器件和電源線、信號線所有元器件焊接在一塊印制線路板上，抗浪涌保護器件選用片式瞬態(tài)抑制二極管吸收浪涌電壓；將元器件組合單元用耐高低溫、粘接性能好的硅橡膠封裝在鋁合金外殼里，成為一個非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器；將非接觸式加輸油活門霍爾位置信號器用密封膠密封后安裝在加輸油的鑄鋁管上；根據(jù)貼片霍爾集成電路的結(jié)構(gòu)將霍爾感應(yīng)點設(shè)置在離鑄鋁管外殼頭部4mm位置；設(shè)計Ф4×4mm的磁鋼用膠固定在Ф6×4的鑄鋁管上鋁合金保護套里，安裝在飛機加輸油活門上；這樣就能滿足飛機的使用要求。
文檔編號G01D5/14GK102435211SQ201110266700
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者何萬海, 劉澤金 申請人:南京中旭電子科技有限公司