测量装置

技术领域

本发明涉及磁场测量技术领域，更具体地，涉及一种测量装置。

背景技术

霍尔探头是一种根据霍尔效应制作的磁场传感器，被广泛应用于磁场测量。随着技术的发展，磁场的精确测量变得尤为重要。为了测量的可行性，霍尔探头需要安装在不同形状的磁测工装上形成霍尔传感器，以适用于不同场合的磁场测量。

在磁场测量中，一般通过测量磁测工装的位置间接确定霍尔探头磁敏中心的位置，因此，磁敏中心在磁测工装上的相对位置直接影响磁测结果。但是，在相关技术中，霍尔探头安装在磁测工装时，不可避免地会产生安装误差，无法精确测量磁敏中心在霍尔传感器上的位置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种测量装置，所述测量装置能够提高霍尔传感器用于磁场测量过程中的磁测精度，有效降低安装误差和加工误差对磁测精度的影响。

根据本发明实施例的测量装置，用于测量霍尔传感器的磁敏中心位置，所述测量装置包括：第一安装基座，所述第一安装基座具有用于安装所述霍尔传感器的安装面；第二安装基座，所述第二安装基座设于所述第一安装基座的一侧；校准磁体，所述校准磁体安装于所述第二安装基座，所述第一安装基座和所述第二安装基座构造成使所述校准磁体与所述霍尔传感器可相对移动以使所述霍尔传感器测量到的磁感应强度改变；位置传感器，所述位置传感器用于测量所述校准磁体与所述霍尔传感器的相对位置以确定所述磁敏中心位置。

根据本发明实施例的测量装置，通过使第一安装基座和第二安装基座发生相对位移，使校准磁体与霍尔传感器相对移动，以便于通过位置传感器确定磁敏中心的位置，从而提高霍尔传感器用于磁场测量过程中的磁测精度，有效降低安装误差和加工误差对磁测精度的影响。

另外，根据本发明上述实施例的测量装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，至少部分所述校准磁体的平行于所述安装面的截面面积沿靠近所述安装面的方向递减。

根据本发明的一些实施例，所述校准磁体包括锥形部，所述锥形部具有大头端和小头端，所述小头端位于所述大头端的靠近所述安装面的一侧。

根据本发明的一些实施例，在所述霍尔传感器测量到的磁感应强度最大时，所述位置传感器用于测量所述锥形部的所述小头端在所述霍尔传感器的投影，所述投影为所述霍尔传感器的所述磁敏中心。

根据本发明的一些实施例，所述第二安装基座包括：安装部，所述安装部用于安装所述校准磁体；第一驱动部，所述第一驱动部与所述安装部相连且用于驱动所述安装部沿第一方向移动；第二驱动部，所述第二驱动部与所述安装部相连且用于驱动所述安装部沿第二方向移动，所述第一方向与所述第二方向相交，且所述第一方向和所述第二方向均平行于所述安装面。

根据本发明的一些实施例，所述第二驱动部安装于所述第一驱动部的输出端以在所述第一驱动部的驱动下沿所述第一方向移动，所述安装部安装于所述第二驱动部的输出端以在所述第二驱动部的驱动下沿所述第二方向移动。

根据本发明的一些实施例，所述第一安装基座包括：基座本体，所述基座本体具有所述安装面；架体，所述架体设于所述安装面；固定件，所述固定件安装于所述架体且用于将所述霍尔传感器固定于所述基座本体。

根据本发明的一些实施例，所述架体为多个，多个所述架体沿平行于所述安装面的设定方向排布，每个所述架体安装有所述固定件。

根据本发明的一些实施例，所述霍尔传感器包括基体、设于所述基体的霍尔探头、与所述霍尔探头信号连接的高斯计，所述霍尔探头具有所述磁敏中心，所述架体与所述安装面之间限定出容纳通道，所述容纳通道用于容纳所述基体。

根据本发明的一些实施例，所述固定件穿设于所述架体且与所述架体螺纹配合，所述固定件相对于所述架体可移动以将所述基体压紧于所述安装面。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的测量装置的结构示意图。

附图标记：

测量装置100；

第一安装基座10；基座本体11；安装面111；架体12；固定件13；

第二安装基座20；安装部21；第一驱动部22；第一基座221；第一电机222；第一滑动件223；第二驱动部23；第二基座231；第二电机232；第二滑动件233；

校准磁体30；锥形部31；位置传感器40；

霍尔传感器50；基体51；霍尔探头52；高斯计53；容纳通道54。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

下面参考附图描述根据本发明实施例的测量装置100。

参照图1所示，根据本发明实施例的测量装置100用于测量霍尔传感器50的磁敏中心的位置，以使霍尔传感器50用于磁场测量过程中能够实现更高的磁场测量精度。测量装置100可以包括：第一安装基座10、第二安装基座20、校准磁体30和位置传感器40。

具体而言，第一安装基座10具有用于安装霍尔传感器50的安装面111。例如，在一些实施例中，霍尔传感器50可以包括基体51、霍尔探头52和高斯计53，霍尔探头52安装于基体51上，高斯计53通过导线、无线连接等方式与霍尔探头52通讯连接以用于读取霍尔探头52检测得到的磁感应强度。安装有霍尔探头52的基体51可以安装于安装面111上，以实现霍尔传感器50在第一安装基座10上的安装。

第二安装基座20设于第一安装基座10的一侧（例如图1所示设于第一安装基座10的左侧），校准磁体30安装于第二安装基座20，第一安装基座10和第二安装基座20构造成使校准磁体30与霍尔传感器50可相对移动，使霍尔传感器50的磁敏中心能够处于校准磁体30所提供的磁场内的不同位置，从而霍尔传感器50测量到的磁感应强度发生改变。当霍尔传感器50测量到的磁感应强度达到最大时，表示此时磁敏中心处于磁场的磁感应强度最大的位置。可以理解的是，对于结构一定的校准磁体30而言，其所形成磁场的磁感应强度最大处对应校准磁体30上的位置是可知的，因此可用位置传感器40测量校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置，以确定磁敏中心位置。

由此，通过本申请的测量装置100能够准确测定霍尔传感器50的磁敏中心的位置，以使霍尔探头52用于任意形状的基体51上时，都能准确确定磁敏中心相对于基体51的精确位置，从而提高磁场测量过程中的测量精度，减少或者避免安装误差对磁场测量结果的影响。并且，还有利于降低霍尔探头52自身加工精度等因素对磁敏中心位置的影响，同样有利于提高磁场测量结果。在一些实施例中，校准磁体30可以是磁铁，位置传感器40可以包括图像采集器，采集图像后基于图像建立坐标系以确定校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置。

此外，第一安装基座10与第二安装基座20的相对移动可以有多种情况，例如第一安装基座10不动而第二安装基座20至少部分相对于第一安装基座10发生移动、第二安装基座20不动而第一安装基座10至少部分相对于第二安装基座20发生移动、第一安装基座10和第二安装基座20均相对于同一参考坐标系发生移动等，只要能实现校准磁体30与霍尔传感器50的相对移动即可。

根据本发明实施例的测量装置100，通过使第一安装基座10和第二安装基座20发生相对位移，使校准磁体30与霍尔传感器50相对移动，以便于通过位置传感器40确定磁敏中心的位置，从而提高霍尔传感器50用于磁场测量过程中的磁测精度，有效降低安装误差和加工误差对磁测精度的影响。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，至少部分校准磁体30的平行于安装面111的截面面积沿靠近安装面111的方向递减，而安装面111上设有霍尔传感器50，因此，校准磁体30最靠近霍尔传感器50的端部平行于安装面111截面面积最小，则校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置最为集中，甚至可以集中为一点。上述结构使校准磁体30最靠近霍尔传感器50的位置处磁感应强度最大，便于利用校准磁体30的磁感应强度最大处确定磁敏中心的位置，使位置传感器40检测到的磁敏中心位置更加精确，提高测量装置100的磁测精度。例如，校准磁体30可以为圆锥形且圆锥的顶点与霍尔传感器50相对。

在至少部分校准磁体30的平行于安装面111的截面面积沿靠近安装面111的方向递减的一些实施例中，如图1所示，校准磁体30可以包括锥形部31，锥形部31具有大头端和小头端，小头端位于大头端的靠近安装面111的一侧，即小头端与霍尔传感器50相对，使校准磁体30的磁感应强度最大位置为轴向上与小头端正对的位置，利于校准磁体30移动至小头端与霍尔传感器50的磁敏中心正对时检测得到最大的磁感应强度，进而利用截面面积很小的小头端确定磁敏中心的位置，提高位置传感器40利用校准磁体30确定磁敏中心位置的检测精度。

在至少部分校准磁体30的平行于安装面111的截面面积沿靠近安装面111的方向递减的一些实施例中，如图1所示，在霍尔传感器50测量到的磁感应强度最大时，位置传感器40用于测量锥形部31的小头端在霍尔传感器50的投影，投影为霍尔传感器50的磁敏中心。此时，锥形部31的小头端在霍尔传感器50上的投影面积很小，则该锥形部31的小头端在霍尔传感器50上所指示磁敏中心的面积也很小，使位置传感器40建立平行于霍尔传感器50的坐标系并测量该投影的坐标，即可实现对磁敏中心位置的精确测量，提高测量装置100对磁敏中心位置的测量精度。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，第二安装基座20包括安装部21、第一驱动部22和第二驱动部23。其中安装部21用于安装校准磁体30，第一驱动部22与安装部21相连且用于驱动安装部21沿第一方向（例如图1所示的左右方向）移动，第二驱动部23与安装部21相连且用于驱动安装部21沿第二方向（例如图1所示的前后方向）移动。第一方向与第二方向相交（包括但不限于垂直），且第一方向和第二方向均平行于安装面111。

即安装部21在平行于安装面111的平面内可以任意移动，沿垂直于安装面111的方向固定，以使安装部21上的校准磁体30相对于第一安装基座10上的霍尔传感器50在平行于安装面111的平面内移动以对安装面111上的霍尔传感器50进行扫描，例如对霍尔探头52所在区域进行扫描，扫描过程中在垂直于安装面111的方向上保持校准磁体30与霍尔传感器50的间距不变以防止间距变化影响测量精度，并且上述第二安装基座20的结构有利于简化测量步骤，提高测量效率。

此外，第一驱动部22与安装部21可以是直接相连，也可以是间接相连，只要能实现第一驱动部22驱动安装部21沿第一方向移动即可。同理，第二驱动部23与安装部21可以是直接相连，也可以是间接相连。

在第二安装基座20包括安装部21、第一驱动部22和第二驱动部23的一些实施例中，如图1所示，第二驱动部23安装于第一驱动部22的输出端以在第一驱动部22的驱动下沿第一方向移动，安装部21安装于第二驱动部23的输出端以在第二驱动部23的驱动下沿第二方向移动。当第一驱动部22工作时，第一驱动部22驱动第二驱动部23沿第一方向移动，以带动安装部21沿第一方向移动，进而使设于安装部21的校准磁体30沿第一方向移动；当第二驱动部23工作时，第二驱动部23驱动安装部21沿第二方向移动，使设于安装部21的校准磁体30沿第二方向移动。

第一驱动部22与第二驱动部23的驱动能够实现校准磁体30在平行于安装面111的平面内的移动，即实现校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置改变，例如利用第一驱动部22和第二驱动部23单独驱动并协同配合，使校准磁体30在第一方向上的第一位置沿第二方向移动预定距离后，在第一方向上移动至第二位置再沿第二方向移动预定距离，如此类推，实现第一方向上预定距离以及第二方向上预定距离所确定的范围内的扫描，保证磁敏中心能够经过并检测到磁感应强度最大位置。当霍尔传感器50检测到的磁感应强度最大时，可以停止第一驱动部22与第二驱动部23的驱动作用，使校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置不变，以便于利于位置传感器40对校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置进行检测，得出磁敏中心的位置。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，第一安装基座10包括基座本体11、架体12和固定件13。其中，基座本体11具有安装面111，例如图1所示基座本体11的上表面形成为安装面111。霍尔传感器50安装于安装面111上，架体12设于安装面111，固定件13安装于架体12且用于将霍尔传感器50固定于基座本体11，以此实现霍尔传感器50在第一安装基座10上的固定安装，减小霍尔传感器50掉落的可能性，也使磁敏中心检测过程中霍尔传感器50不易错位而影响检测准确性。其中，固定件13可以是螺栓、螺钉等。

在第一安装基座10包括基座本体11、架体12和固定件13的一些实施例中，如图1所示，架体12可以为多个，多个架体12沿平行于安装面111的设定方向排布，每个架体12安装有固定件13，多对架体12和固定件13将霍尔传感器50固定于安装面111上，进一步提高霍尔传感器50固定的稳定性。

如图1所示，霍尔传感器50可以包括基体51、设于基体51的霍尔探头52、与霍尔探头52信号连接的高斯计53，霍尔探头52具有磁敏中心。在第一安装基座10包括基座本体11、架体12和固定件13的一些实施例中，架体12与安装面111之间可以限定出容纳通道54，容纳通道54用于容纳基体51，使基体51不易因被碰触而错位，且安装于基体51的霍尔探头52位置稳固且便于霍尔探头52处于校准磁体30的磁场范围内。

在第一安装基座10与第二安装基座20相对移动时，基体51通过架体12与固定件13固定安装于容纳通道54内，霍尔探头52与校准磁体30相对并检测磁感应强度的变化，而后霍尔探头52通过信号连接将检测结果传送给高斯计53以显示检测结果，以此实现霍尔传感器50对磁感应强度的检测及结果表示，通过高斯计53显示的结果即可确定磁感应强度最大位置是否移动至磁敏中心。

在霍尔传感器50包括基体51、霍尔探头52和高斯计53的一些实施例中，如图1所示，固定件13穿设于架体12且与架体12螺纹配合，固定件13相对于架体12可移动以将基体51压紧于安装面111，实现霍尔传感器50于第一安装基座10的固定安装。此外，固定件13相对于架体12移动也可解除对基体51于安装面111的锁定，使基体51能够从容纳通道54移除，利于实现霍尔传感器50的更换，测量装置100可以用于不同霍尔传感器50的磁敏中心测量。

如图1所示，在本发明的一个具体实施例中，将待检测的霍尔传感器50的基体51安装于第一安装基座10。第二安装基座20的第一驱动部22包括第一基座221、安装于第一基座221的第一电机222、与第一电机222的输出端连接的第一滑动件223以使第一电机222驱动第一滑动件223相对于第一基座221沿第一方向移动；第二驱动部23包括第二基座231、安装于第二基座231的第二电机232、与第二电机232输出端连接的第二滑动件233，以使第二电机232驱动第二滑动件233相对于第二基座231沿第二方向移动。其中，第二基座231固定安装于第一滑动件223以使第二驱动部23整体随第一滑动件223沿第一方向移动。

测量装置100开始工作时，第一驱动部22能够驱动安装部21相对于第二安装基座20沿左右方向移动，第二驱动部23能够驱动安装部21相对于第二安装基座20沿前后方向移动，实现安装部21上的校准磁体30在平行于安装面111的平面内的移动，改变校准磁体30中锥形部31的小头端在霍尔探头52上的投影位置。校准磁体30与霍尔探头52的磁敏中心正相对移动时，霍尔探头52检测得到磁感应强度的变化，并将检测结果传送给高斯计53进行结果显示。当高斯计53显示的磁感应强度达到最大时，霍尔探头52上与校准磁体30的小头端正对的位置即为霍尔传感器50的磁敏中心位置，此时通过位置传感器40对校准磁体30与霍尔传感器50的相对位置进行测量，建立平行于霍尔传感器50的坐标系，并确定基体51在坐标系的位置以及小头端在坐标系的投影坐标，即可得出霍尔传感器50上磁敏中心的位置，测量过程方便快捷，易于操作，且便于对不同霍尔传感器50进行测量，测量精度较高。

根据本发明实施例的测量装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。