CN206945012U - 一种多点位全极检测磁导航传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多点位全极检测磁导航传感器，包括霍尔器件、放大与调理电路、主控芯片、LED指示灯，霍尔器件对穿过的磁场进行感应输出感应电压，放大与调理电路对感应电压进行放大和调理，主控芯片用于采集放大调理后的电压信号、调整迟滞触发门限、诊断运行故障、计算中心点、传输实时结果。本实用新型对N极磁场和S极磁场的检测均有效，并可采用RS‑485多路并联通信，有效地减少硬件端口占用量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁导航传感器，特别是一种多点位全极检测磁导航传感器。
背景技术
磁导航传感器主要用于自主导航运输、自主导航机器人、室内外巡检机器人等自主导航设备，完成自主导航设备的预设运行路线检测及定位。相比基于光电传感器和视觉传感器的色条导航方式，磁导航可靠性更高，不受环境光和地面条件的影响；相比激光导航方式，磁导航***简单、容易实现、价格低廉。
现有的一种八点位N极检测磁导航传感器电路如图1所示，包括霍尔器件、电压偏置器、放大器、比较器、参考电压产生器；
所述霍尔器件用于对穿过的磁场进行感应输出感应电压，所述电压偏置器输出偏置电压用于匹配霍尔器件的零偏，所述放大器感应电压输出放大信号，所述比较器将放大后的电压信号与参考电压比较，进而控制所述OC门电路三极管的导通和关断，从而通过OC门电路表达所述检测点位信息。
然而，此种八点位N极检测磁导航传感器功能单一，仅能针对固定极性的磁场变化产生反应，检测结果不够直观，尤其是使用多路传感器时，OC门电路输出方式占用大量的I/O口。
因此，如何把上述缺点加以摒除，并提供一种能够检测双极性磁场、诊断运行故障、直观显示检测结果、减少I/O口占用量、降低用户开发工作量的八点位磁导航传感器，即为本案发明人所欲解决的技术困难点之所在。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种能够检测双极性磁场、诊断运行故障、直观显示检测结果、减少I/O口占用量、降低用户开发工作量的多点位全极检测磁导航传感器。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种多点位全极检测磁导航传感器，其包括：
霍尔器件、放大与调理电路、主控芯片、LED指示灯，其中，
所述霍尔器件连接于所述放大与调理电路，多路所述霍尔器件分别感应不同点位处的磁性物质，所述磁性物质与所述霍尔器件间产生位移偏差量，使所述霍尔器件产生电压信号给予所述放大与调理电路；
所述放大与调理电路，输入端连接所述霍尔器件，输出端连接所述主控芯片；所述放大与调理电路对所述电压信号进行放大和调理，并将放大和调理后的电压信号输出于主控芯片；
所述霍尔器件和所述放大与调理电路配合组成传感器前端电路，能够检测一定范围内的N极性磁场强度或S极性磁场强度，输出线性电压信号。
所述主控芯片，用于采集所述放大与调理后的电压信号、调整迟滞触发门限、诊断运行故障、计算中心点、传输实时结果。
所述主控芯片，具有调整迟滞触发门限的功能，通过对所述放大和调理后的电压信号的采集计算，自动调整迟滞触发门限，从而增加所述多点位全极检测磁导航传感器的检测范围。
所述主控芯片，具有诊断运行故障的功能，通过对触发点位进行数据分析，输出无检测点、检测点中断、强磁干扰这些故障信息，从而增强所述的多点位全极检测磁导航传感器的环境适应性。
所述主控芯片，具有计算中心点的功能，通过对所述触发点位和故障信息进行数据分析，输出所述多点位全极检测磁导航传感器的中心点，从而降低用户编程的工作量。
所述主控芯片，具有OC门输出和RS-485通信两种传输实时结果的方式，其中，
所述OC门输出方式，通过多路漏极开路接口输出所述触发点位信息，兼容国内外同规格产品，便于用户开发；
所述RS-485通信方式，通过双绞线传输信息，可以多路并联通信，有效地减少端口占用量。
所述LED指示灯，受控于所述主控芯片，用于指示所述触发点位信息，从而使所述多点位全极检测磁导航传感器具有良好的直观性。
与现有技术相比，本实用新型所述的多点位全极检测磁导航传感器，其利用所述霍尔器件感应磁场强度输出感应电压，经过放大与调理电路对感应电压进行放大和调理，进而将信号传输到主控芯片，主控芯片对放大和调理后的信号进行AD采样处理、调整迟滞触发门限、诊断运行故障、计算中心点、传输实时结果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是现有的一种八点位N极检测磁导航传感器电路示意图；
图2是本实用新型的一种八点位全极检测磁导航传感器电路示意图；
图3是本实用新型的一种十六点位全极检测磁导航传感器电路示意图；
图4是本实用新型的主控芯片功能示意图。
附图标记说明：传感器前端电路-A1、霍尔器件-A2、放大与调理电路-A3、LED指示灯-A4、主控芯片-A5、OC门输出-A6、RS-485通信接口-A7、AD转换与滤波处理-B1、调整迟滞触发门限-B2、诊断运行故障-B3、计算中心点-B4、传输实时结果-B5。
具体实施方式
下面将结合实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，本实用新型提供了一种多点位全极检测磁导航传感器，其实施时：
请参阅图2，本实用新型的一种八点位全极检测磁导航传感其电路示意图，包括霍尔器件A2、放大与调理电路A3、主控芯片A4、LED指示灯A5、OC门输出A6、RS-485通信接口A7；
所述霍尔器件A2连接于所述放大与调理电路A3，且所述霍尔器件A2对N极磁场和S极磁场均可产生感应电压给予所述放大与调理电路A3；
所述放大与调理电路A3，其一端连接于所述霍尔器件A2，另一端连接于所述主控芯片A5；所述放大与调理电路A3与所述霍尔器件A2共同构成所述传感器前端电路A1，能够检测一定范围内的N极性磁场强度或S极性磁场强度，输出线性电压信号于所述主控芯片A4；
所述LED指示灯A4，受控于所述主控芯片A5，用于指示触发点位信息，从而使所述多点位全极检测磁导航传感器具有良好的直观性。
所述主控芯片A5，用于采集所述放大与调理后的电压信号、调整迟滞触发门限、诊断运行故障、计算中心点、传输实时结果；
请参阅图4，为所述主控芯片的工作流程图，包括AD转换与滤波处理-B1、调整迟滞触发门限-B2、诊断运行故障-B3、计算中心点-B4、传输实时结果-B5；
所述AD转换与滤波处理B1，将放大与调理后的电压信号转换为数字量，并通过滑动平均滤波算法降低信号噪声；
所述调整迟滞触发门限B2，通过分析各路所述AD转换与滤波处理后的电压信息，计算所述传感器的迟滞触发门限，从而增加所述多点位全极检测磁导航传感器的检测范围；
所述诊断运行故障B3，通过对所述触发点位进行数据分析，输出无检测点、检测点中断、强磁干扰这些故障信息，从而增强所述的多点位全极检测磁导航传感器的环境适应性；
所述计算中心点B4，通过对所述触发点位和故障信息进行数据分析，输出所述多点位全极检测磁导航传感器的中心点，从而降低用户编程的工作量；
所述传输实时结果B5，包括所述OC门输出A6和所述RS-485通信A7两种方式；
所述OC门输出A6，通过八路漏极开路接口输出所述触发点位信息，兼容国内外同规格产品，便于用户开发；
所述RS-485通信A7，通过双绞线传输信息，可以多路并联通信，有效地减少端口占用量。
请参阅图3，为本实用新型的一种十六点位全极检测磁导航传感其电路示意图，其与所述八点位全极检测磁导航传感器的区别仅在于检测点位数不同，两种传感器均属于本实用新型一种多点位全极检测磁导航传感器的可行实施例，非因此即局限本实用新型的专利范围，因此凡运用本实用新型说明书及附图内容所为的等效结构，直接或间接运用于其他相关技术领域，均同理皆理应包含于本实用新型的精神范畴的范围内。
本实用新型的优点：
本实用新型可检测不同极性的的磁场，方便用户开发使用；
本实用新型以较精简的电路设计，使得生产及制造成本降低，具有产业利用性；
本实用新型以主控芯片为核心，丰富了传感器的功能，提升了传感器的性能；
本实用新型以RS-485通信，降低了传感器端口占用量；
综上所述，本实用新型在突破现有的技术结构下，确实已达到所欲增进的功效，且也非本领域普通技术人员所易于思及；再者，本实用新型申请前未曾公开，其所具的进步性、实用性，显已符合实用新型专利的申请条件，依法提出实用新型专利申请。
Claims (6)
1.一种多点位全极检测磁导航传感器，包括霍尔器件、放大与调理电路、主控芯片、LED指示灯，其特征在于，
所述霍尔器件连接于所述放大与调理电路，多路所述霍尔器件分别感应不同点位处的磁性物质，所述磁性物质与所述霍尔器件间产生位移偏差量，使所述霍尔器件产生电压信号给予所述放大与调理电路；
所述放大与调理电路，输入端连接所述霍尔器件，输出端连接所述主控芯片；所述放大与调理电路对所述电压信号进行放大和调理，并将放大和调理后的电压信号输出于主控芯片；
所述主控芯片，用于采集所述放大和调理后的电压信号、调整迟滞触发门限、诊断运行故障、计算中心点、传输实时结果；
所述LED指示灯，受控于所述主控芯片，用于指示触发点位信息，从而使所述多点位全极检测磁导航传感器具有良好的直观性。
2.如权利要求1所述的多点位全极检测磁导航传感器，其特征在于，所述霍尔器件和所述放大与调理电路配合组成传感器前端电路，能够检测一定范围内的N极性磁场强度或S极性磁场强度，输出线性电压信号。
3.如权利要求1所述的多点位全极检测磁导航传感器，其特征在于，所述主控芯片具有调整迟滞触发门限的功能，通过对所述放大和调理后的电压信号的采集计算，自动调整迟滞触发门限，从而增加所述多点位全极检测磁导航传感器的检测范围。
4.如权利要求1所述的多点位全极检测磁导航传感器，其特征在于，所述主控芯片具有诊断运行故障的功能，通过对所述触发点位进行数据分析，输出无检测点、检测点中断、强磁干扰这些故障信息，从而增强所述的多点位全极检测磁导航传感器的环境适应性。
5.如权利要求1所述的多点位全极检测磁导航传感器，其特征在于，所述主控芯片具有计算中心点的功能，通过对所述触发点位和故障信息进行数据分析，输出所述多点位全极检测磁导航传感器的中心点，从而降低用户编程的工作量。
6.如权利要求1所述的多点位全极检测磁导航传感器，其特征在于，所述主控芯片具有OC门输出和RS-485通信两种传输实时结果的方式，其中，
所述OC门输出方式，通过八路漏极开路接口输出所述触发点位信息，兼容国内外同规格产品，便于用户开发；
所述RS-485通信方式，通过双绞线传输信息，可以多路并联通信，有效地减少端口占用量。
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