本實(shí)用新型涉及一種位置發(fā)射系統(tǒng)，具體地涉及一種確定旋轉(zhuǎn)軸位置的發(fā)射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已知技術(shù)中有一個(gè)旋轉(zhuǎn)發(fā)射器包括旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于單圈測(cè)量的第一編碼盤(pán)和用于多圈測(cè)量的第二編碼盤(pán)。電子評(píng)估被分配到多圈編碼盤(pán)，電子通過(guò)傳感器觸發(fā)邏輯模塊和隨后的計(jì)數(shù)器模塊的信號(hào)它將信號(hào)轉(zhuǎn)換成反脈沖。

這種技術(shù)的缺陷是編碼盤(pán)與相關(guān)傳感器系統(tǒng)和電子設(shè)備需要單圈測(cè)量和多圈測(cè)量。此外，此種技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)發(fā)射器的計(jì)數(shù)全轉(zhuǎn)傳感器需要同時(shí)承擔(dān)復(fù)位時(shí)鐘的功能，而復(fù)位時(shí)鐘功能需要使用過(guò)濾器。

此外，此技術(shù)中的發(fā)射軸被設(shè)置在外罩中，相關(guān)傳感器系統(tǒng)和電子編碼盤(pán)都在該外罩中，這樣存在有不足，一方面發(fā)射器軸必須安裝在外罩中，軸承需要變得更復(fù)雜；另一方面需要進(jìn)行精確的調(diào)整來(lái)避免因外罩的不密封對(duì)周?chē)a(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種位置發(fā)射系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜和密封效果差的問(wèn)題。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種位置發(fā)射系統(tǒng)，其包括位置發(fā)射器和控制器，所述控制器可控制所述位置發(fā)射器發(fā)射旋轉(zhuǎn)軸的位置，所述位置發(fā)射器包括：殼體、設(shè)置在殼體中的屏蔽板和傳感器，所述殼體為整體密封結(jié)構(gòu)，所述殼體上設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有磁鐵載體，所述磁鐵載體設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述磁鐵載體上設(shè)置有磁鐵，所述磁鐵位于所述傳感器的對(duì)面且與所述外殼不接觸。

所述傳感器為AMR傳感器和/或GMR傳感器。

所述控制器包括時(shí)鐘裝置，所述時(shí)鐘裝置被所述磁鐵控制用于喚醒所述控制器。

所述位置發(fā)射系統(tǒng)包括至少一個(gè)電池。

所述磁鐵的磁場(chǎng)至少為50毫特斯拉。

所述外殼的材料為非磁性材料或塑料。

所述凹槽中還設(shè)置有滾珠軸承和固定板，所述滾珠軸承通過(guò)所述固定板連接到所述外殼。

本實(shí)用新型提供的位置發(fā)射系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和密封效果好的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型提供的位置發(fā)射器的縱向剖面圖。

圖2是本實(shí)用新型提供的位置發(fā)射器的允許的誤差范圍的剖面視圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的位置發(fā)射器的示意圖。

圖4是本實(shí)用新型提供的位置發(fā)射器的原理方框圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

如圖1所示，一種位置發(fā)射器1包括殼體2，設(shè)置在殼體2中的屏蔽板5和傳感器6，殼體2還設(shè)有開(kāi)口供電線4插入，開(kāi)口處設(shè)置有密封條3。殼體2是由塑料制成的整體密封的，其上還設(shè)置有凹槽7，其內(nèi)設(shè)置有磁鐵架8，磁鐵架的一端設(shè)置有磁鐵9，另一端設(shè)置有軸10。

磁鐵載體8設(shè)置在無(wú)觸點(diǎn)的凹槽7中,由于為非接觸式的設(shè)置，磁鐵9和傳感器6之間存在較大的誤差范圍。

如圖2所示，在磁鐵載體8非接觸式設(shè)置在凹槽7中。例如，它可能被設(shè)置成偏離軸線的距離A，A大約為5毫米，而相關(guān)的磁場(chǎng)大約為50毫特斯拉（MT），而其輻射距離將偏離距離B，距離B可能達(dá)到1毫米。

圖2中磁鐵9設(shè)置在外殼2的外面，傳感器6設(shè)置在殼體2的里面。磁鐵載體非接觸式設(shè)置在凹槽7中，磁鐵9軸線與傳感器6之間的距離允許在A以內(nèi)，非接觸式安裝點(diǎn)與磁鐵9軸線的交點(diǎn)與傳感器6軸線之間的輻射距離在B以內(nèi)。

本實(shí)例中的傳感器6為AMR傳感器。

實(shí)施例二

如圖3所示為實(shí)施例二的位置發(fā)射器1，其中相同的數(shù)字表示的與實(shí)施例一相同，在此不再贅述，其與實(shí)施例一不同之處在于，凹槽7中還設(shè)置有滾珠軸承11，其中軸承11通過(guò)固定板12連接到外殼2上，通過(guò)對(duì)軸承11的排列，傳感器6可以使用GMR傳感器，因?yàn)樵O(shè)置有滾珠軸承11，使得方式更加簡(jiǎn)單。

如圖4所示為本實(shí)用新型提供的位置發(fā)射器的模塊結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，位置發(fā)射系統(tǒng)13包括一個(gè)高度集成的微控制器14。在量子包含組件的低功耗中央處理單元（CPU）15，中斷控制鬧鐘裝置16，數(shù)字計(jì)數(shù)器輸入17，高分辨率ADC集成放大器18和偏移測(cè)定（放大器也可以位于以外的中央處理器），外部電源的電源故障識(shí)別19，和電池操作情況下基于比較狀態(tài)21，22輸出開(kāi)關(guān)信息來(lái)激活傳感器6。

傳感器6設(shè)置有成90度設(shè)置的測(cè)量電橋23,24，輸出正弦和余弦兩個(gè)信號(hào)。

位置發(fā)射系統(tǒng)13有一個(gè)外部電源25，最好在10伏和30伏之間有相應(yīng)的過(guò)濾器組件。此外，提供了一個(gè)低壓識(shí)別的外部電源6，最好是5伏。用于切換到電池操作時(shí)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。

一個(gè)用于存儲(chǔ)啟動(dòng)位置等的參數(shù)存儲(chǔ)27。取決于電池，參數(shù)內(nèi)存不是必須的。

此外,配備了一種溫度傳感器28，以監(jiān)測(cè)發(fā)射器的內(nèi)部溫度。由于電子元件的極限溫度,特別不允許超過(guò)鋰離子電池29的允許溫度。溫度被傳送到優(yōu)先控制的控制裝置一個(gè)接口,控制可以關(guān)閉電機(jī)的冷卻時(shí)間，例如超熱。此外提供了一種用于監(jiān)測(cè)電池電壓的監(jiān)測(cè)器30。這個(gè)電壓傳遞到作為優(yōu)先診斷值。評(píng)測(cè)后，并給運(yùn)行一個(gè)信號(hào)，電池變得微弱應(yīng)該被替換。提供了一個(gè)覆蓋控制32的接口31,這個(gè)接口是低價(jià)異步串行接口RS485。

比較器21、22為正弦和余弦信號(hào)提供對(duì)應(yīng)的AMR傳感器的數(shù)字化過(guò)零的開(kāi)關(guān)信號(hào)。比較器21,22用于在電池喚醒后被微控制器14所控制，或者是14微控制器的切換控制方式時(shí)使用。另外可通過(guò)微控制器14控制ADC18檢測(cè)。當(dāng)然檢測(cè)AMR的信號(hào)時(shí),ADC18需要額外的電流，將會(huì)減少電池29的壽命。

位置發(fā)射系統(tǒng)13還包括有片簧接觸33,34具有高歐姆的電阻。所提供的正弦信號(hào)由第一個(gè)片簧觸點(diǎn)33，和第二片簧接觸34提供的余弦信號(hào)。根據(jù)磁鐵9的機(jī)械位置,片簧觸點(diǎn)33，34產(chǎn)生切換后的，依次喚醒在電池睡眠時(shí)的14微控制器，并激活它來(lái)計(jì)數(shù)干擾安全比較器信號(hào)。在電路板定位的基礎(chǔ)上，確定了片簧觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)行為。片簧開(kāi)關(guān)的位置（排列）33,34相對(duì)于AMR傳感器6的位置起到了重要的作用。

此外，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)35設(shè)置在電池和外部電源25之間。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)35控制自動(dòng)對(duì)外部供給不足的基礎(chǔ)時(shí)切換使用電池或直接由14微控制器。

微控制器控制開(kāi)關(guān)36提供AMR傳感器6和比較器21、22,磁鐵9旋轉(zhuǎn)360度,兩個(gè)AMR傳感器M6發(fā)出正弦和余弦形狀電壓兩次,對(duì)磁鐵9全角度旋轉(zhuǎn)。

比較器21,22對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字監(jiān)測(cè)。這些信號(hào)被指定為COMP余弦和COMP正弦。比較器21,22開(kāi)關(guān)在過(guò)零的電壓信號(hào)（鬧鐘1,鬧鐘2）片簧開(kāi)關(guān)33，34,產(chǎn)生的。這些機(jī)械配置使他們切換約15度前在AMR信號(hào)的過(guò)零信號(hào)。

電池操作過(guò)程中,微控制器14被喚醒的每一個(gè)開(kāi)關(guān)旁邊的片簧開(kāi)關(guān)33,34,在比較信號(hào)分析的基礎(chǔ)上,是否存在虛假觸發(fā)或磁鐵9是否進(jìn)一步轉(zhuǎn)向之間的側(cè)面的時(shí)間不起任何作用。14微控制器能檢測(cè)出一個(gè)“清除”比較器21信號(hào),22當(dāng)它被喚醒。然后可以決定。在已有信號(hào)驗(yàn)證歷史的基礎(chǔ)上，無(wú)論是向前或向后計(jì)數(shù)。如果微控制器被高歐姆的在信號(hào)上的干擾脈沖所喚醒，換句話說(shuō),磁鐵實(shí)際上已經(jīng)把進(jìn)一步，它只檢查比較信號(hào)，而不繼續(xù)計(jì)數(shù)。

如果微控制器14被喚醒后，在隨后的測(cè)量周期，確認(rèn)磁鐵9沒(méi)有進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，如無(wú)它將切換到睡眠模式，等待下一個(gè)脈沖的片簧開(kāi)關(guān)33,34的喚醒脈沖。測(cè)量周期內(nèi)可測(cè)量一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。

本實(shí)用新型提供的裝置可以在不同電壓的供給情況下按如下方式工作。

根據(jù)本實(shí)用新型的位置發(fā)射器,帶有一個(gè)傳感器用于確定旋轉(zhuǎn)軸的位置。因此，只要一個(gè)安裝在軸的磁阻。在這種方式中，只需一個(gè)位置變送器的傳感器就可實(shí)現(xiàn)在單圈和多圈的功能。所以,本位置發(fā)射器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)本發(fā)明，位置發(fā)射器被構(gòu)造成具有檢測(cè)360度位置的傳感器單同時(shí)用于檢測(cè)完整的旋轉(zhuǎn)。因此，一個(gè)傳感器有兩個(gè)工作任務(wù)。此外本實(shí)用新型的位置發(fā)射器還配置成使得所需的與所監(jiān)測(cè)的軸沒(méi)有機(jī)械上的剛性連接以確定位置。這樣的連接是不必要的，因?yàn)樵谖恢冒l(fā)射器中的發(fā)送器軸可以被消除，無(wú)觸點(diǎn)檢測(cè)是可能的。

根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方案,使用AMR(各向異性磁阻）傳感器,也可使用的GMR(巨磁電阻）在位置發(fā)射器的傳感器。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，接下來(lái)解釋AMR傳感器,多數(shù)情況下,此解釋也適用于GMR傳感器。

根據(jù)另一特別優(yōu)選的實(shí)施例，位置發(fā)射器的結(jié)構(gòu)使AMR傳感器單元配置在封閉的外殼中，位于傳感器單元對(duì)面的磁鐵設(shè)置在外殼的外部，在軸上或內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

故可以開(kāi)展與AMR傳感器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)觸點(diǎn)檢測(cè),其具有安裝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)闊o(wú)需軸向調(diào)整，外売密封對(duì)以避免對(duì)周?chē)挠绊憽?/p>

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施案例中，位置變送器具有形成徑向磁化的磁鐵。該磁鐵是分配給AMR單元。換言之,磁鐵是放在外殼的對(duì)面。此外，配備了一種微控制器,微控制器的傳感器用于檢測(cè)磁鐵的磁場(chǎng)。

如傳感器配置為兩部分A M R傳感器是有優(yōu)勢(shì)的,或傳感器有兩個(gè)A M R傳感器。

根據(jù)另一個(gè)有利的體現(xiàn),微控制器僅在測(cè)量時(shí)間被激活。為此，配備了一種由磁鐵控制的警時(shí)鐘裝置，以喚醒微控制器。

此外，警時(shí)鐘裝置至少由磁鐵的磁場(chǎng)觸發(fā)信號(hào)發(fā)射器。該信號(hào)發(fā)射器可以配置為一個(gè)簧片開(kāi)關(guān)或霍爾傳感器。例如。如配置一到三個(gè)的舌簧開(kāi)關(guān)或霍爾傳感器是有優(yōu)勢(shì)的由于霍爾傳感器的功耗比較高，霍爾傳感器的適用于單匝的解決方案，可長(zhǎng)期地與外部電壓工作。

另一優(yōu)勢(shì)，至少一個(gè)電池或至少一個(gè)可充電電池提供給供應(yīng)的微控制器和報(bào)警時(shí)鐘裝置。

通過(guò)配置位置變送器即使電源中斷有至少有一個(gè)電池或一個(gè)可充電電池位置變送器可以檢測(cè)位置變化。此外，根據(jù)本發(fā)明的位置發(fā)射器因?yàn)榈湍芎?從而延長(zhǎng)位置發(fā)射器的壽命。

至少一個(gè)電池或一個(gè)可充電電池可以在測(cè)量模式下提供電壓給微控制器。A M R傳感器單元,比較器,有電壓的報(bào)警時(shí)鐘裝置也可持續(xù)一段時(shí)間。

另一大優(yōu)勢(shì),該報(bào)警時(shí)鐘裝置被配置為通過(guò)高歐姆電阻的方式提供的電池的報(bào)警時(shí)鐘裝置。這樣，位置發(fā)射器在電池操作中顯示了一個(gè)較低的功耗。低功耗的結(jié)果，基本上只有高歐姆的鬧鐘裝置是由電池提供。

位置發(fā)射器的正弦和余弦信號(hào)數(shù)字化的A M R傳感器具有至少一個(gè)閾值開(kāi)關(guān),該閾值開(kāi)關(guān)可以配置一個(gè)比較器，例如，以保證電池或可充電電池供電的最長(zhǎng)時(shí)效，微控制器設(shè)置為省電性能,此外增設(shè)一個(gè)外部電源更佳。

此外,如果提供一個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)器會(huì)更好，在有電源故障的情況下使不同的參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，門(mén)位置（起始和結(jié)束位置），不必進(jìn)行全部重新檢測(cè)。另外如果加一個(gè)溫度傳感器會(huì)更具優(yōu)勢(shì)，為了保護(hù)電子元件不會(huì)過(guò)熱。

另一大優(yōu)勢(shì),AMR的傳感器單元設(shè)置在一個(gè)封閉的外殼，磁鐵被設(shè)置在殼體外傳感器單元的對(duì)面被監(jiān)測(cè)的軸上。以這種方式，傳感器的發(fā)射器軸的分開(kāi)進(jìn)行。傳感器單元設(shè)置在所述外殼上，封裝后為避免對(duì)周?chē)挠绊?發(fā)射器軸不通過(guò)到殼體。

磁鐵放置在磁鐵架是有優(yōu)勢(shì)的,該磁鐵架放在可監(jiān)測(cè)的軸端。磁鐵架可設(shè)置在軸上以進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如固定在一個(gè)位置。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是，位置發(fā)射器可以簡(jiǎn)單的方式安裝。

根據(jù)另一優(yōu)勢(shì),殼體有一個(gè)凹槽至少部分地容納所述磁鐵載體。在AMR傳感器的區(qū)域,該凹槽具有發(fā)射器軸與磁鐵或磁鐵架的放置建立連接有明確的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)置在發(fā)射機(jī)軸磁鐵或磁鐵載體被布置在凹槽中,因?yàn)閭鞲衅髟O(shè)置在所述凹部的區(qū)域中。

如果磁鐵載體被設(shè)置在凹槽無(wú)觸點(diǎn)，這樣的優(yōu)點(diǎn)是安裝非常簡(jiǎn)單，因?yàn)樾枰⒁庠诎疾鄣拇盆F載體，發(fā)射器軸與磁鐵載體的無(wú)須精確對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，容納所述發(fā)射器軸磁鐵載體由至少一個(gè)球軸承的裝置安裝在所述凹槽中。在這種情況下,球軸承的結(jié)構(gòu)是很簡(jiǎn)單的，因?yàn)閷?duì)軸承的要求不是很大。

如果磁鐵載體構(gòu)造成一個(gè)能適應(yīng)軸的監(jiān)測(cè)是有優(yōu)勢(shì)的，磁鐵架可以以簡(jiǎn)單的方式設(shè)置在軸上，結(jié)果是能適用根據(jù)本發(fā)明以簡(jiǎn)單的方式位置在發(fā)射器的軸上。

如果一個(gè)非常強(qiáng)的磁鐵，例如至少五十個(gè)毫特斯拉（mT）的磁場(chǎng)中，以這種方式，根據(jù)位置傳感器在磁鐵和傳感器之間的相互作用在相對(duì)大的公差范圍內(nèi)。AMR傳感器在飽和狀態(tài)操作時(shí)，與外面的影響非常小。

如果殼體由塑料制成，殼體價(jià)格具有優(yōu)勢(shì),另外也可用其他非磁性材料。

根據(jù)使用的領(lǐng)域，至少有一個(gè)屏蔽板防外殼磁場(chǎng)干擾。以此方式，在外殼內(nèi)的干擾磁場(chǎng)可被屏蔽。可以不設(shè)置屏蔽板，因?yàn)樗环庋b在殼體中。在低特斯拉干擾磁場(chǎng)的情況影響下,其影響可被忽略不計(jì)。

塑料為原料,本發(fā)明裝置的優(yōu)勢(shì)可以低成本的生產(chǎn)復(fù)雜的樣式,具有耐腐蝕，重量輕，密度高的優(yōu)點(diǎn)。例如,從一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)的電子轉(zhuǎn)變成細(xì)微的熱量信號(hào)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。