專利名稱：具有屏蔽霍爾效應傳感器的壓力計的制作方法
具有屏蔽霍爾效應傳感器的壓力計本發明涉及一種具有霍爾效應傳感器的壓力計。用于液壓或流體設備的壓力計_這些壓力計也具有霍爾效應傳感器，在市場上和 在現有技術中是已知的。這些是利用所謂霍爾效應的裝置，借此磁場傳感器發射電信號，該 電信號的強度取決于基準磁體的距離。基準磁體典型地放置在與具有可變壓力的流體連通 的元件上，如放置在隔膜上，該元件在壓力的作用下是可變形的。移動依據形成敏感元件的 材料可以較明顯或較不明顯其范圍從在陶瓷情況下的最小到用橡膠隔膜得到的最大。根 據在導管中的壓力是增大還是減小，隔膜的變形使磁體相對于磁性傳感器運動得更近或更 遠，產生上述效應。在理想情況下，傳感器測量對于除磁體運動得更近或更遠的效應之外的其它一切 都不敏感。實際上，對于測量是外來的并且使它失真的磁場可能存在。 因此，產生有排除這樣的雜散場的需要，特別是在測量區域中。因而，本發明的目的是提供一種具有霍爾效應傳感器的壓力計，該壓力計在測量 區域中不受雜散場或其它不希望效應的干擾，或者在任何情況下限制這樣的影響。根據本發明，這個目的用一種壓力計實現，該壓力計包括至少一個霍爾效應壓力 傳感器、和相對于其根據待被測量的壓力可運動的至少一個關聯磁體，其特征在于，它包括 由鐵磁性材料制成的至少一個屏蔽裝甲，該屏蔽裝甲包圍傳感器和磁體。由在附圖中作為非限制性例子表明的本發明實際實施例的如下詳細描述，本發明 的這些和其它特征將變得更顯然，在附圖中
圖1表示沿通過壓力計裝置軸線的平面的豎直剖視圖；圖2表示模擬的、部分立體的豎直剖視圖；圖3表示沿通過壓力計軸線的、并且與圖1的剖面相垂直的平面的另外豎直剖視 圖；圖4表示從壓力計的上方看到的斜軸測圖，該壓力計不帶有其蓋；圖5表示在壓力計內包括的電子卡的功能方塊圖。參照附圖，壓力計具有設有螺紋軸柄1的基體102，該螺紋軸柄1用來將壓力計連 接到待被監視的設備上。軸柄1包括流體壓力進口 100，該流體壓力進口 100與腔室110連 通，該腔室Iio在另一個端部上由不銹鋼隔膜2按與其密封關系封閉。不銹鋼除保證元件 的建造簡單性之外，使得可能得到最佳移動、運動的良好重復性、及還有對于化學物質和高 溫的高度耐受性。在隔膜2與基體102之間的防漏密封由插入在專用基座中的墊片3的存 在而保證，該專用基座形成在基體本身上。非鐵磁性材料的銷4通過電點焊整體地施加到隔膜2的中央上；在銷上配合由硅 酮或另一種隔熱材料制成的支撐件5，該支撐件5具有凹口，該凹口適當地成形為容納磁體 6，并且相對于時間將它保持在穩定位置中。硅酮的選擇允許磁體6相對于時間不變地保持 固定，并且也使這兩個元件的組裝非常簡單，給定彈性體本身的彈性。支撐件5的形狀允許 硅酮隔板21在磁體6與銷4之間的放置，以中斷由在腔室110中存在的待被監視的流體產 生的熱傳遞。這使得有可能對于磁體6和覆蓋電子部分具有相同的溫度和相同的加熱速率。翅片22提供在支撐磁體6的銷4的下部部分中，以散發由在腔室110中存在的可 能熱流體產生的熱量。溝槽24存在，以改善磁體6的支撐件5的錨定和穩定性。由熱塑性材料制成的帽7成形為，與基體102是可組裝的，以便在沿中心軸線的位 置中，保持隔膜2并因此保持銷4。這三個元件又借助于鎖合夾片8整體地接合，該鎖合夾 片8也可由鐵磁性材料生產。
直接形成在帽7上的有兩個銷9，這兩個銷9在將電子卡10粘結到帽7上期間用 于電子卡10的對中。高精度、整體補償霍爾效應傳感器11定位在電子卡10的中央處，并且直接焊接到 其上，在與其它電子元件的全部相同的側上，這些電子元件對于將磁體6向霍爾效應傳感 器11的垂直運動轉換成電信號是必要的。電子卡10的放大器和校準電路由單個模塊構成，該單個模塊具有用于普通-模式 干擾拒絕和只有差動信號的放大的儀器結構具體地說，通過適當地挑選調節值，已經使偏 移調節裝置18和增益調節裝置19盡可能獨立。況且，為了補償由磁體6產生的磁通的減 小現象_該磁通的強度隨溫度升高而下降，已經提供溫度補償(NTC)，該溫度補償在偏移讀 數范圍上適當地偏振。所有這些電子元件，如以上提到那樣，都位于電子卡10的上部部分上，并且相對 于磁體6在相反側上。帽7成形成，允許鐵磁性材料的裝甲13借助于壓力銷和/或螺釘12固定到帽7 上。裝甲必須適當地定尺寸成不會由磁體6產生的磁通或磁場飽和，并且具有屏蔽傳感器 11和磁體6免受雜散磁場的作用。兩個上部支撐件23和下部支撐件20使裝甲13相對于時間能夠穩定地保持到位， 因而防止在裝甲13與霍爾效應傳感器11和磁體6之間的距離的任何變化。裝甲13形成為，使上部側13'水平地定位在霍爾效應傳感器11的上方和使下部 側13"水平地定位在磁體6的下面，從而傳感器11和磁體6被包圍在它的內部。籠罩或裝甲的這兩個部分由一個或多個豎直隔板13〃 ‘相互連接，這些豎直隔板 13〃 ‘用來允許由磁體6的上部部分產生的磁通的通過，并且在它們已經通過霍爾效應傳 感器11之后將它們引導到磁體6的下部部分中。為了增加由磁體6產生的磁通的強度，下 凹部分17已經形成在裝甲13的上部部分中，該下凹部分17向傳感器11挖空，并且適當地 構造成覆蓋霍爾效應傳感器11的全部表面，如下面將更清楚解釋的那樣。定位在壓力傳感器的上部部分中的有適當形狀的塑料罩蓋14，該塑料罩蓋14設 有聯接器14'，該聯接器14'在壓力下通過與鎖合夾片8的干涉鉤住。況且，窗口 14〃提供在蓋14上，以允許外部連接器15連接到電子卡10上，以便由 壓力傳感器產生的電信號可經導體30傳輸到任何遠程譯碼裝置。以上描述的壓力計按如下方式工作。在被監視的系統中的流體的壓力通過進口 100傳送到腔室110中，在該處它作用 在隔膜2的表面上，它與該表面相接觸，并且使它變形。當壓力增大時，連接到隔膜2上和 磁體6上的銷4被推向電子卡10，在該電子卡10上安裝霍爾效應傳感器11。傳感器11產生電信號，該電信號將取決于傳感器離磁體6的距離，并因此取決于在腔室110中的流體壓 力。裝甲13具有屏蔽測量免受雜散磁場的作用，并且包圍磁體6和電子卡10，該電子卡10 具有安裝在其上的霍爾效應傳感器11。在霍爾效應傳感器11上方定位的下凹部分17作用 在磁通上，從而增大其強度。由磁體6產生的磁通強度的這種增大簡化校準操作，使偏移調節裝置18和增益調節裝置19更獨立，并且通過就在磁體6與霍爾效應傳感器11之間的距離而論增大公差裕 量，簡化磁體6相對于霍爾效應傳感器11的定位。如此成形的裝甲13使得有可能使通過傳感器11的磁通對于通過外部實體，如在 壓力傳感器的附近可能存在的鐵磁體，的干擾、和由電磁閥或泵產生的電磁干擾，較不敏 感；這就輸出信號而論將較大穩定性提供給壓力傳感器。電子卡10的功能圖表明在圖5中。經輸入30，電源電壓傳輸到過電壓保護器31和電源電壓調節器32。如此調節的 電壓向霍爾傳感器11、溫度補償裝置33 (它從熱敏電阻器34接收輸入信號)及放大器裝置 35供給電力。傳感器11又將電氣壓力測量信號傳輸到補償裝置33，該補償裝置33又將溫 度補償信號傳輸到放大器裝置35。由放大器裝置35輸出的信號傳輸到偏移調節裝置18和 增益調節裝置19，后兩者將反饋到放大器裝置35。憑借偏移調節18和增益調節19影響的 校準導致輸出電壓36。
權利要求
壓力計，包括至少一個霍爾效應壓力傳感器(11)、和相對于其根據待被測量的壓力可運動的至少一個關聯磁體(6)，其特征在于，它包括由鐵磁性材料制成的至少一個屏蔽裝甲(13)，該屏蔽裝甲(13)包圍傳感器(11)和磁體(6)。
2.根據權利要求1所述的壓力計，其特征在于，裝甲(13)使一側(13')靠近傳感器 (11)，在該側(13')中，向傳感器(11)已經形成凹部(17)，以便強化磁通。
3.根據權利要求1或2所述的壓力計，其特征在于，它包括電子卡(10)，在該電子卡 (10)上安裝霍爾效應傳感器(11)。
4.根據以上權利要求一項或多項所述的壓力計，其特征在于，它包括基體(102)，設 有用于流體的進口(100)和與進口(100)連通的腔室(110)；隔膜(2)，支撐磁體(6)，該隔 膜⑵緊密地密封腔室(110)；及帽(7)，繞所述隔膜⑵放置，以支撐所述裝甲(13)。
5.根據權利要求4所述的壓力計，其特征在于，隔膜(2)具有安置在它上的非鐵磁性材 料的至少一個銷(4)，該銷(4)與用于磁體(6)的支撐件(5)相配合。
6.根據權利要求5所述的壓力計，其特征在于，支撐件(5)由硅酮或另一種隔熱材料制成。
7.根據權利要求5或6所述的壓力計，其特征在于，銷(4)包括至少一個冷卻翅片 (22)。
8.根據權利要求4至7任一項所述的壓力計，其特征在于，它包括鉤住到夾片(8)上的 罩蓋(14)，用來將所述帽(7)固定到所述基體(102)上。
9.根據權利要求8所述的壓力計，其特征在于，蓋(14)包括窗口(14')，以允許外部 連接器(15)連接到電子卡(10)上。
10.根據權利要求3至9所述的壓力計，其特征在于，所述電子卡(10)包括溫度測量裝 置(33)，該溫度測量裝置(33)打算從霍爾效應傳感器(11)接收指示壓力的電信號，并且將 它傳輸到用來放大補償信號的放大器裝置(35)。
11.根據權利要求10所述的壓力計，其特征在于，所述放大器裝置(35)經偏移調節裝 置(18)和增益調節裝置(19)將放大信號傳輸到信號輸出(36)，該偏移調節裝置(18)和增 益調節裝置(19)反饋到所述放大器裝置(35)。
全文摘要
所描述的是一種壓力計，它包括至少一個霍爾效應壓力傳感器(11)、和相對于其根據待被測量的壓力可運動的至少一個關聯磁體(6)。鐵磁性材料的屏蔽裝甲(13)包圍傳感器(11)和磁體(6)。屏蔽裝甲(13)優選地在傳感器(11)的附近包括下凹部分(17)，以便增大磁通的強度。
文檔編號G01L19/14GK101849171SQ200880121070
公開日2010年9月29日 申請日期2008年12月16日 優先權日2007年12月20日
發明者E·奧馬蒂, M·G·奧馬蒂 申請人:馬特爾公司