CN201387313Y - 霍尔直线位移传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种霍尔直线位移传感器，包括霍尔集成电路，霍尔集成电路内有霍尔器件，放大电路，信号处理电路，细分电路，输出为两路信号，一路S1为细分脉冲信号，一路S2为计数方向脉冲信号，通过计算脉冲量可得出执行机构直线位移。本实用新型的优点在于：体积小，结构简单，灵敏度高，输出电压值呈线性变化，可以准确的测量出机构运动的直线位移，并方便地应用于各种测量直线位移的场合。

Description

霍尔直线位移传感器

技术领域

本实用涉新型涉及一种非接触式的霍尔集成电路直线位移传感器，特别是涉及一种磁感应式霍尔直线位传感器。

背景技术

直线位移传感器发展迅速，在以前使用的是通过纯机械结构来检测直线位移，而现在通过电信号的处理来检测直线位移，使结构上大大简化，测量精度高，稳定性增强，而现在对直线位移的测量精度要求更高，特别是在汽车行业，离合器的直线位移测量精度在1mm以下，现有直线位移现有多种型式：例如：光电式，差动变压式，电位器式，电感式等，这些传感器中光电式的为非接触式的，但成本高，电位器为接触式的，分辨率低，线性度不高，存在安装，环境温度较低及振动较小的环境下使用，电感式的缺点是本身频率响应低，不宜快速动态测量，特别是在汽车等应用环境恶劣的条件下实现直线位移的测量还需一些改进。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种惯性小，反应速度快，灵敏度高，线性度高，结构简单，成本低，耐高温，抗震动的直线位移传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的方案是：一种直线位移传感器，包括壳体和内置于壳体中的霍尔集成电路，霍尔集成电路包括顺次连接的霍尔感应器1、信号处理电路5和细分电路6，所述霍尔感应器1由两个霍尔感应芯片组成，其分两路输出的正弦波信号和余弦波信号经信号处理电路5处理后，输出至细分电路6，细分电路6输出两路方波，作为整个霍尔集成电路的输出信号。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述的传感装置还包括一个信号放大电路4，所述的信号放大电路4串联在霍尔感应器1和信号处理电路5之间，所述的信号放大电路4包括两路相同的信号放大电路，一路的输入端与霍尔感应芯片2串联，输出信号为正弦波SinA；一路的输入端与霍尔感应芯片3串联，输出信号为余弦波CosB。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述的信号处理电路由两路相同的处理电路组成，处理电路由高通虑波器，施密特触发器和三极管顺序串联组成，两路处理电路的输入端分别与信号放大电路4的两个输出端相连，两路处理电路的输出端均连接到细分电路6上。所述三极管的基极连接高通滤波器，发射极接地，集电极连接信号细分器；集电极和信号细分器之间还连接有电容C2和二极管D3，电容C2连接在三极管的集电极和地之间，二极管D3的阴极接三极管的集电极，阳极接地。所述高通滤波器的输出端与地之间还连接有电容C1。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括一个电源保护电路7，霍尔感应器1，信号放大电路4和信号处理电路5均通过电源保护电路7外接电源。所述电源保护电路7包括一个二极管D1和一个稳压管D2，二极管D1正接在电源上，稳压管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，稳压管D2的阳极接地。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述的霍尔集成电路设置在电路板9上，电路板9上灌满AB胶，电路板9通过圆台10定位在壳体11内，壳体11通过方盖12密封，线束从密封塞8引出。

本实用新型采用双霍尔集成电路，并对信号进行放大和细分，各元件甚至在电路板上，体积小，结构简单，灵敏度高，输出电压值呈线性变化，可以准确的测量出机构运动的直线位移，并方便地应用于各种测量直线位移的场合。

附图说明

图1为本实用新型直线位移传感器的原理流程图图

图2为本实用新型直线位移传感器的工作原理图

图3为本实用新型直线位移传感器的内部结构图

图4为本实用新型直线位移传感器外部结构

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

参见图1和图2，霍尔感应器1与信号放大电路4、信号处理电路5和细分电路6顺序连接，霍尔感应器1上有两个霍尔感应芯片2，3，霍尔感应芯片2输出为正弦波信号SinA，霍尔感应芯片3输出为余弦波信号CosB，两组信号之间的相位相差为90度。

霍尔感应芯片2，3的输出端分别与两路相同的信号放大电路的输入端相串联，这两路相同的信号放大电路组成信号放大电路4，信号放大电路4的两个输出端分别输出放大了一定倍数的正弦波信号SinA和余弦波信号CosB，并将两组信号作为输入信号分别输入信号处理电路5的两个输入端。

信号处理电路5包括两组相同的、由高通滤波器、触发器和三极管顺序连接组成的串联电路。输入信号为正弦波信号SinA的一组电路将正弦信号转化为方波信号CHA，输入信号为余弦波信号CosB的一组电路将余弦信号转化为方波信号CHB；信号处理电路5中的三极管的基极连接高通滤波器，发射极接地，集电极连接细分电路(6)；电容C1接在高通滤波器的输出端与地之间，电容C2连接在三极管的集电极和地之间，二极管D3的阴极接三极管的集电极，阳极接地。

信号处理电路5的两个输出端分别与细分电路6的两个输入端相连，将方波信号CHA和方波信号CHB作为输入信号输入细分电路6，细分电路6可以采用型号为QA740204的芯片，细分电路6输出两路脉冲信号，一路为技数脉冲信号CH，一路为方向控制信号FX，作为霍尔集成电路的输出信号，并将该信号输入与细分电路连接的电脑或计数器中。

霍尔感应器1、信号放大电路4和信号处理电路5均通过电源保护电路7外接电源。电源保护电路7包括一个二极管D1和一个稳压管D2，二极管D1正接在电源上，稳压管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，稳压管D2的阳极接地；

参见图3和图4，霍尔集成电路设置在电路板9上，电路板9上灌满AB胶，电路板9通过圆台10定位在壳体11内，壳体11通过方盖12密封，线束从密封塞8引出。

测量时，在执行机构处安装上磁栅，执行机构移动时，每经过一个N，S极，两个霍尔感应芯片就会各输出一正弦信号，正弦信号经过信号放大电路4对微弱信号进行放大，信号处理电路5使正弦与余弦信号转换为相应有90度的相位差的稳定方波信号。霍尔感应芯片每输出半个正弦波时，信号处理电路则输出n个脉冲波，因此，一路方波输入时，输出就为2n个方波信号，n为正整数；当磁栅运动在末端时，将都出现高电平，此时信号处理电路输出的方波信号则不存在90度的相位差；方波信号经过细分电路6输出两路脉冲，一路为技数脉冲信号CH，一路为方向控制信号FX，技数脉冲信号可以精确的计算处执行机构的直线位移，方向控制信号可以分辨磁栅的来返运动状态，两路输出均连接到电脑或者计数器上，通过换算得到直线位移。

Claims (11)

1、一种霍尔直线位移传感器，包括壳体和内置于壳体中的霍尔集成电路，其特征在于霍尔集成电路包括顺次连接的霍尔感应器(1)、信号处理电路(5)和细分电路(6)，所述霍尔感应器(1)由两个霍尔感应芯片(1-1，1-2)组成，其分两路输出的正弦波信号和余弦波信号经信号处理电路(5)处理后，输出至细分电路(6)，细分电路(6)输出两路方波，作为整个霍尔集成电路的输出信号。

2、如权利要求1所述霍尔直线位移传感器，其特征在于还包括信号放大电路(4)，该电路接在霍尔感应器(1)和信号处理电路(5)之间。

3、如权利要求2所述霍尔直线位移传感器，其特征在于信号放大电路(4)包括两路相同的信号放大回路，一路的输入端与霍尔感应芯片(1-1)串联，输出信号为正弦波；另一路的输入端与霍尔感应芯片(1-2)串联，输出信号为余弦波。

4、如权利要求1所述霍尔直线位移传感器，其特征在于还包括一个电源保护电路(7)，霍尔感应器(1)，信号放大电路(4)和信号处理电路(5)均通过电源保护电路(7)外接电源。

5、如权利要求4所述霍尔直线位移传感器，其特征在于电源保护电路(7)包括一个二极管D1和一个稳压管D2，二极管D1正接在电源上，稳压管D2的阴极与二极管D1的阴极连接，稳压管D2的阳极接地。

6、如权利要求1至5任意一项所述直线位移传感器，其特征在于霍尔感应器(1)输出的正弦波信号和余弦波信号之间的相位相差为90度。

7、如权利要求1至5任意一项所述霍尔直线位移传感器，其特征在于细分电路输出的两路方波分别为细分脉冲信号和计数方向脉冲信号。

8、如权利要求1至5任意一项所述霍尔直线位移传感器，其特征在于信号处理电路由两路相同的处理回路组成，两路处理回路均由高通虑波器，施密特触发器和三极管顺序串联组成，两路处理回路的输入端分别与信号放大电路(4)的两个输出端相连、输出端均连接到细分电路(6)上。

9、如权利要求8所述霍尔直线位移传感器，其特征在于所述三极管的基极连接高通滤波器，发射极接地，集电极连接信号细分器；集电极和信号细分器之间还连接有电容C2和二极管D3，电容C2连接在三极管的集电极和地之间，二极管D3的阴极接三极管的集电极，阳极接地。

10、如权利要求8所述的霍尔直线位移传感器，其特征在于所述高通滤波器的输出端与地之间还连接有电容C1。

11、如权利要求1至5任意一项所述的霍尔直线位移传感器，其特征在于所述的霍尔集成电路设置在电路板(9)上，电路板(9)上灌满AB胶，电路板(9)通过圆台(10)定位在壳体(11)内，壳体(11)通过方盖(12)密封，线束从密封塞(8)引出。

Images