速度传感器的制作方法

1.本发明涉及一种速度传感器，尤其涉及一种霍尔速度传感器。


背景技术：

2.在现有技术中，霍尔速度传感器通常根据霍尔芯片感应齿轮转动产生的高低电平变化来检测转速。霍尔芯片的使用温度范围通常在-40摄氏度至 125摄氏度。长期的高温(高于 125摄氏度)或者低温(高于-40摄氏度)环境会影响霍尔速度传感器的寿命。
3.霍尔速度传感器是铁路制动系统中的关键零件，但是，铁路制动系统一直在高温环境中运行，这会影响霍尔速度传感器的寿命。我们需要检测霍尔芯片自身的温度，这样，就可以根据检测到的环境温度数据判断霍尔速度传感器失效时间。
4.在现有技术中，通常直接使用额外的温度传感器来检测霍尔速度传感器所处的外部环境温度而非直接测量霍尔芯片自身的温度。由于霍尔速度传感器具有外壳并在其中填充有树脂从而导致外部环境温度与霍尔芯片的温度存在比较显著的温度差，不能用于准确的判断霍尔芯片是否已经或将会失效，导致不能及时预警或更换霍尔芯片。


技术实现要素：

5.本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
6.根据本发明的一个方面，提供一种速度传感器，包括：壳体；速度传感芯片，设置在所述壳体中；和温度传感元件，设置在所述壳体中。所述温度传感元件被设置成与所述速度传感芯片直接热接触或通过导热材料与所述速度传感芯片热连接，以准确检测所述速度传感芯片的温度。
7.根据本发明的一个实例性的实施例，所述导热材料为金属材料。
8.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述导热材料为印刷线路板上的铜材，所述铜材同时与所述速度传感芯片和所述温度传感元件形成导热接触，以将所述速度传感芯片上的热量传导至所述温度传感元件。
9.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述印刷线路板(60)为设置在所述壳体中的软性印刷线路板，所述软性印刷线路板具有位于所述速度传感芯片的顶部的安装部，所述温度传感元件被安装在所述安装部上。
10.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述软性印刷线路板的安装部具有面对所述速度传感芯片的第一表面和背对所述速度传感芯片的第二表面，所述温度传感元件被安装在所述安装部的第一表面或第二表面上。
11.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器还包括绝缘膜，所述绝缘膜被贴附在所述软性印刷线路板的安装部的第二表面上，以使所述软性印刷线路板与所述壳体电隔离开。
12.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述导热材料设置在所述软性印刷线路板的安装部上，用于热连接所述温度传感元件和所述速度传感芯片。
13.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述导热材料的导热系数不小于100w/m
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k。
14.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感芯片的顶面与所述软性印刷线路板的安装部热连接或热接触，并经由所述导热材料与所述温度传感元件热连接。
15.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器还包括安装在所述壳体中的绝缘座，在所述绝缘座上形成有用于安装所述速度传感芯片的安装室和用于定位所述温度传感元件的定位槽。
16.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器包括两个速度传感芯片，所述两个速度传感芯片被分别安装到所述绝缘座上的两个安装室中；所述定位槽位于所述两个安装室之间，使得所述温度传感元件被定位在所述两个速度传感芯片之间并与所述两个速度传感芯片相邻。
17.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器还包括安装在所述壳体中的电路板，所述速度传感芯片的引线电连接至所述电路板，所述温度传感元件经由所述软性印刷线路板上的导电迹线电连接至所述电路板。
18.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器还包括连接器，所述连接器被安装到所述壳体的端口上，所述连接器具有与所述电路板电连接的、用于输出电信号的外接端子。
19.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器还包括密封垫圈，所述密封垫圈被设置在所述壳体和所述连接器之间，以密封所述壳体和所述连接器之间的配合界面。
20.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述壳体还包括连接到其周壁的外表面上的安装板，在所述安装板上形成有多个安装孔，从而可通过穿过所述安装孔的螺纹连接件将所述速度传感器安装到固定架上。
21.根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述壳体中填充有电绝缘用的环氧树脂，以使所述壳体内的电子器件与所述壳体电隔离开。
22.根据本发明的另一个实例性的实施例，所述速度传感器为霍尔速度传感器，所述速度传感芯片为霍尔芯片，所述温度传感元件为热敏电阻。
23.在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，温度传感元件能够及时、准确地检测出速度传感芯片的温度，从而能够实时和准确地监控速度传感芯片是否出现因温度过高或过低导致的失效问题。
24.通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
25.图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的速度传感器的立体示意图；
26.图2显示图1所示的速度传感器的分解示意图；
27.图3显示图2所示的速度传感器的电路板、软性印刷线路板和温度传感元件的示意图；
28.图4显示图2所示的速度传感器的内部电子器件组装示意图；
29.图5显示图2所示的速度传感器的温度传感元件、速度传感芯片和绝缘座的组装示意图；
30.图6显示图2所示的速度传感器的温度传感元件、速度传感芯片和绝缘座的分解示意图。
具体实施方式
31.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
32.另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
33.根据本发明的一个总体技术构思，提供一种速度传感器，包括：壳体；速度传感芯片，设置在所述壳体中；和温度传感元件，设置在所述壳体中。所述温度传感元件被设置成与所述速度传感芯片直接热接触或通过导热材料与所述速度传感芯片热连接，以准确检测所述速度传感芯片的温度。
34.图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的速度传感器的立体示意图.图2显示图1所示的速度传感器的分解示意图。图3显示图2所示的速度传感器的电路板30、软性印刷线路板60和温度传感元件70的示意图。
35.如图1至图3所示，在图示的实施例中，该速度传感器包括壳体10、速度传感芯片40、温度传感元件70和绝缘膜80。壳体10具有周壁和顶壁10a。速度传感芯片40设置在壳体10中并靠近壳体10的顶壁10a。在图示的实施例中，温度传感元件70设置在壳体10中并邻近速度传感芯片40，因此，温度传感元件70能够及时、准确地检测出速度传感芯片40的温度。
36.图4显示图2所示的速度传感器的内部电子器件组装示意图。
37.如图1至图4所示，在图示的实施例中，速度传感器还包括软性印刷线路板(flexible print circuit,fpc)60，软性印刷线路板60设置在壳体10中并包括与壳体10的轴线垂直的安装部61。在图示的实施例中，由于弯折软性印刷线路板60具有软性，因此，可以通过弯折软性印刷线路板60使安装部61与壳体10的轴线垂直。在组装之后，软性印刷线路板60的安装部61位于速度传感芯片40的顶部，温度传感元件70被安装在安装部61上。
38.如图1至图4所示，在图示的实施例中，软性印刷线路板60的安装部61具有面对速度传感芯片40的第一表面61a和背对速度传感芯片40的第二表面61b。在图示的实施例中，温度传感元件70被安装在安装部61的第一表面61a上，使得温度传感元件70和速度传感芯片40位于软性印刷线路板60的安装部61的同一侧。但是，请注意，本发明不局限于图示的实施例，例如，温度传感元件70也可以被安装在安装部61的第二表面61b上，使得温度传感元件70和速度传感芯片40分别位于软性印刷线路板60的安装部61的两侧。
39.如图1至图4所示，在图示的实施例中，速度传感器还包括绝缘膜80，该绝缘膜80被贴附在软性印刷线路板60的安装部61的第二表面61b上。绝缘膜80位于壳体10的顶壁10a和软性印刷线路板60之间，用于使速度传感芯片40、软性印刷线路板60和温度传感元件70与壳体10电隔离开。在图示的实施例中，绝缘膜80需要具有良好的电绝缘性能，通常，绝缘膜
80的绝缘强度不小于2kv，例如，绝缘膜80的绝缘强度可以为2kv、3kv、4kv、5kv或更高。
40.如图1至图4所示，在图示的实施例中，软性印刷线路板60的安装部61上设置有导热材料(未图示)，导热材料用于热连接温度传感元件70和速度传感芯片40。安装部61上的导热材料可以提高导热性能，能够更加快速地将热量从速度传感芯片40传递到温度传感元件70。例如，在本发明的一个实例性的实施例中，导热材料可以为形成在安装部61上的金属导热材料或非金属导热材料，并且导热材料的导热系数不小于100w/m
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k。在本发明的一个实例性的实施例中，导热材料可以为软性印刷线路板60上的铜材，例如，铜导热垫或铜导热层。
41.如图1至图4所示，在图示的实施例中，软性印刷线路板60的安装部61呈圆盘状，软性印刷线路板60的其他部分呈带状。圆盘状的安装部61的表面的形状和尺寸与壳体10的顶壁10a的内表面的形状和尺寸相同或基本相同。同样，贴附在安装部61上的绝缘膜80的表面的形状和尺寸与壳体10的顶壁10a的内表面的形状和尺寸也相同或基本相同。
42.如图1至图4所示，在图示的实施例中，速度传感器还包括安装在壳体10中的电路板30。速度传感芯片40的引线41电连接至电路板30，温度传感元件70经由软性印刷线路板60上的导电迹线(未图示)电连接至电路板30。
43.图5显示图2所示的速度传感器的温度传感元件70、速度传感芯片40和绝缘座50的组装示意图；图6显示图2所示的速度传感器的温度传感元件70、速度传感芯片40和绝缘座50的分解示意图。
44.如图2至图6所示，在图示的实施例中，速度传感器还包括安装在壳体10中的绝缘座50，在绝缘座50上形成有用于安装速度传感芯片40的安装室51，速度传感芯片40被安装在安装室51中。
45.如图2至图6所示，在图示的实施例中，绝缘座50位于软性印刷线路板60的安装部61和电路板30的一端之间。在绝缘座50上形成有用于定位温度传感元件70的定位槽52，温度传感元件70被定位在定位槽52中。
46.如图2至图6所示，在图示的实施例中，速度传感器包括两个速度传感芯片40，两个速度传感芯片40被分别安装到绝缘座50上的两个安装室51中。定位槽52位于两个安装室51之间，使得温度传感元件70被定位在两个速度传感芯片40之间。由于温度传感元件70被定位在与两个速度传感芯片40都相邻的位置，因此，能够更加准确和及时地检测出两个速度传感芯片40的温度。
47.如图2至图6所示，在图示的实施例中，速度传感芯片40的顶面与软性印刷线路板60的安装部61热连接或热接触，并经由安装部61上的导热材料与温度传感元件70热连接。
48.如图1和图2所示，在图示的实施例中，速度传感器还包括连接器20，连接器20被安装到壳体10的端口上，连接器20具有与电路板30电连接的、用于输出电信号的外接端子21。
49.如图1和图2所示，在图示的实施例中，速度传感器还包括密封垫圈(未图示)，该密封垫圈被设置在壳体10和连接器20之间，以密封壳体10和连接器20之间的配合界面。
50.如图1和图2所示，在图示的实施例中，壳体10还包括连接到其周壁的外表面上的安装板11，在安装板11上形成有多个安装孔11a，从而可通过穿过安装孔11a的螺纹连接件将速度传感器安装到固定架(未图示)上。
51.如图1和图2所示，在图示的实施例中，在壳体10中填充有电绝缘用的环氧树脂，以
使壳体10内的电子器件(例如，电路板30、软性印刷线路板60、速度传感芯片40和温度传感元件70等)与壳体10电隔离开。
52.如图1和图2所示，在图示的实施例中，速度传感器为双通道霍尔速度传感器，速度传感芯片40为霍尔芯片。温度传感元件70可以为热敏电阻或其他合适的温度检测器件。
53.在本发明的前述实施例中，当温度传感元件70检测到的温度高于预定高温或低于预定低温时，可以判断速度传感芯片40失效。这样，就可以根据检测到的温度数据判断速度传感芯片40的失效时间。
54.本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，这些变化理应落入本发明的保护范围以内。
55.虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
56.虽然本发明的总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
57.应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。