用于检测物体倾斜角度的新型测角装置

　　1 引 言

　　原来的老式测角装置是在尖端中空的壳体内表面设置磁性流体粘附的永久磁铁，而在壳体外部配置磁敏元件。当壳体倾斜时其内部的永久磁铁因自重而向低位置移动。因此，便可利用磁敏元件对磁性变化的敏感来测量壳体的倾斜度。

　　2工作原理

　　测量装置的工作原理如图1所示。永久磁铁随磁性流体对永久磁铁的粘附力而由中空部的底面向上浮动，与非磁性壳体相对，绕轴自如转动。尽管非磁性壳体按箭头所指F,或F方向转动，而永久磁铁的N极和S极却总是保持对地成水平状态。此时，由于磁性流体的作用，因而永久磁铁和非磁性壳体几乎就不受阻力而自由自在地作相对转动。

　　3装置构成

　　新型测角装置的构成如图2所示，由磁敏元件、永久磁铁、磁性流体及非磁性壳体等构成。下面分别作简要说明。

　　3.1磁敏元件

　　本品化的磁敏元件多种多样，可按其特性和实际需要不拘一格作最佳选择。

　　①差动式磁阻元件，通常用作一般性测量。由二个电阻构件互成直交配置，以其中点串联接续，而在两端之间附加电压V，使之通过电流。因此，当给电阻构件施加饱和磁场，取决于电阻构件的电流方向和附加磁场的方向相平行时，阻值越大直交越小。而且，两构件阻值之和并不依从磁场附加角度而为恒定值。从而，着眼于电阻构件的输出V.，以磁阻元件与永久磁铁的N极(或S极)正面对置时的中点电位为基准，若按箭头所指F。或F方向转动，则输出特性如图3所示。

　　②直线式霍尔IC,常用作磁敏元件，如图4(a)所示。当霍尔IC与永久磁铁的N极正面对置时，如图4N)所示，输出为最大。随着非磁性壳体的倾斜，霍尔IC向箭头所指方向移动时，在永久磁铁N极影响下，情况不一、输出减小。

　　③开关式霍尔IC,常用作磁敏元件，如图5所示。霍尔IC在永久磁铁N极影响下输入时为C)N。尽管在此影响下仍然接续ON，在S极影响下输入时也有此种特性。因此，霍尔ICI涂了在N极和S极影响之外即为OFF状态，如图5少)所示。而非磁性壳体倾斜时为ON状态，如图5 (c)所示。接着，视其情况，即使形成如} 5 N)的状态，仍然接续C)N。但如} 5 (d)所示的状态时则为OFF。也就是说，霍尔IC接续切换的倾斜角度彼此十分鲜明。

　　④舌簧式开关，常用作磁敏元件，如图6 (a)所示。由永久磁铁N极发出的一部分磁通量进入舌簧开关一面的舌簧，再经另一面舌簧而进入S极，故舌簧开关为C)N。若非磁性壳体倾斜，舌簧开关移动到如}}N)或图6(c)的特定位置，舌簧开关的两舌簧接点部同时接续S极或N极，由于互相排斥作用，因而形成舌簧开关为OFF。