CN101576397A - 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法 - Google Patents

非接触式数字信号档位传感器及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101576397A
CN101576397A CNA2009101322266A CN200910132226A CN101576397A CN 101576397 A CN101576397 A CN 101576397A CN A2009101322266 A CNA2009101322266 A CN A2009101322266A CN 200910132226 A CN200910132226 A CN 200910132226A CN 101576397 A CN101576397 A CN 101576397A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
sensor
digital signal
polarity
coding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009101322266A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101576397B (zh
Inventor
程捷
陈雁
王春健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United Automotive Electronic Systems Co Ltd
Original Assignee
United Automotive Electronic Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Automotive Electronic Systems Co Ltd filed Critical United Automotive Electronic Systems Co Ltd
Priority to CN2009101322266A priority Critical patent/CN101576397B/zh
Publication of CN101576397A publication Critical patent/CN101576397A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101576397B publication Critical patent/CN101576397B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本发明公开了一种非接触式数字信号档位传感器及其使用方法，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘包括一个以上S极性磁区和一个以上N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；所述磁感应元件包括两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。本发明在实现简单工艺的同时避免温度等因素的影响，以得到更好的精度。

Description

非接触式数字信号档位传感器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种车辆用传感器及其使用方法，具体涉及一种车辆用档位传感器及其使用方法。
背景技术
目前，用于档位测量的非接触式传感器以线性角度位置磁传感器为主，需要通过磁路设计将旋转角度转换为线性输出，并通过实际角度位置进行档位判断。在这种方案中磁路的设计及加工将对其线性度及输出信号的精度产生很大的影响；另一方面磁铁受温度的影响很大，由于不同的使用环境，传感器可能工作在各种高低温条件下，温度的变化会影响磁铁产生的场强。磁铁随温度的变化将直接反应到传感器输出上，必须通过各种方法加以补偿，并在生产过程中对各种相关材料与工艺加以严格的控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种非接触式的档位传感器，在实现简单工艺的同时避免温度等因素的影响，以得到更好的精度。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种非接触式数字信号档位传感器，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘上包括一个以上S极性磁区和一个以上N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；所述磁感应元件包括两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。
因为本发明用数字信号的传感器来替代模拟信号的线性传感器。以多极充磁的磁铁作为编码盘，只需要对于充磁边界进行控制，其设计及加工难度都要比磁路低得多。另一方面，磁铁随温度的变化不会直接反映到传感器的输出上，其受温度的影响远小于线性角度位置传感器。
上述非接触式数字信号档位传感器的使用方法，所述N极对应输出数字信号为1或0、S极对应输出数字信号为0或1，N极与S极对应输出的信号不同，以形成二进制编码；所述两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件探测在各自所在位置的磁性编码盘上的S极性磁区和N极性磁区的极性并形成一组编码；相邻两组编码只有一个不同的编码作为传感器的输出信号，对应于传感器测量的档位。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的非接触式数字信号档位传感器，包括磁性编码盘1和磁感应元件2，磁性编码盘1顺时针旋转，其对应的2位灰码为01，11，10，00。磁感应元件2包括成180度角相对布置的两个开关磁传感元件，磁感应元件2固定在不随目标旋转的电路板或插片上。本实施例中为磁性编码盘1旋转而磁感应元件2固定，当然根据本领域的一般常识也可以磁感应元件2旋转而磁性编码盘1固定，两者只要产生相对旋转的运动即可。同样旋转也可以是顺时针或逆时针的，这都不会影响本发明的实现，同样也属于本发明的保护范围。同样所述传感器的数目和放置角度也可以根据不同的应用场合有所不同。因为本发明用数字信号的传感器来替代模拟信号的线性传感器。以多极充磁的磁铁作为编码盘，只需要对于充磁边界进行控制，其设计及加工难度都要比磁路低得多。另一方面，磁铁随温度的变化不会直接反映到传感器的输出上，其受温度的影响远小于线性角度位置传感器。
磁性编码盘1为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，磁性编码盘1上包括8个S极性磁区或N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号。N极对应输出数字信号为1，S极对应输出数字信号为0，左侧传感元件A与右侧传感元件B的在目前所在位置的编码AB为01。磁性编码盘1顺时针旋转，其对应的2位灰码为01，11，10，00。编码盘编码的特征在于采用灰码——即相邻两组编码只有一个比特不同的编码作为传感器的输出信号，其中每组编码对应于传感器测量的一个档位。如图1所示测量装置可以作为4档位的测量，4个档位分别对应01，11，10及00。本发明的创新点在于用数字信号代替模拟信号实现档位的测量，具体编码盘上极性磁区的数目及布置方式、传感器的数目及布置方式随具体应用场合的不同可以有所不同，理论上讲，通过增加极性磁区的数目和传感器的数目，可以实现无穷多组编码。具体使用时应用本发明的编码方法构成的数字式档位传感器都应当认为落入本发明的保护范围。此时，磁感应传感器数量至少为log2(档位数量)，极性磁区的数量至少为磁感应传感器数量×档位数量。
作为本发明的进一步优化，可以假定每组编码的序号为1，2，……，n，则以第奇数(或第偶数)组编码对应传感器测量的一个档位，而其相邻组的编码作为传感器档位测量的一组过渡信号。如图1所示测量装置可以作为2档位的测量，其中2个档位分别对应01及10，11及00信号则作为过渡信号来提高传感器的容错性。灰码的应用也能够帮助识别传感器的错误输出，其诊断能力也要比线性角度位置传感器强得多。此时，磁感应传感器数量至少为2×log2(档位数量)，极性磁区的数量至少为磁感应传感器数量×档位数量。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (6)

1、一种非接触式数字信号档位传感器，其特征在于，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；
所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘包括一个以上S极性磁区和一个以上N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；
所述磁感应元件包括两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；
所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。
2、如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器，其特征在于，所述磁性编码盘随被测目标旋转，磁感应元件不随目标旋转。
3、如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器，其特征在于，所述磁感应元件随被测目标旋转，磁性编码盘不随目标旋转。
4、如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器，其特征在于，所述传感器数目为2个，所述传感器成180度角相对布置；所述磁性编码盘包含8个极性磁区。
5、如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器的使用方法，其特征在于，
所述N极对应输出数字信号为1或0、S极对应输出数字信号为0或1，N极与S极对应输出的信号不同，以形成二进制编码；
所述两个以上成一定角度的开关磁传感元件探测在各自所在位置的磁性编码盘上的S极性磁区和N极性磁区的极性并形成一组编码；
相邻两组编码只有一个不同的编码作为传感器的输出信号，对应于传感器测量的档位。
6、如权利要求5所述的非接触式数字信号档位传感器的使用方法，其特征在于，所述每组编码的序号为1，2，……，n，以第奇数或第偶数组编码对应传感器测量的一个档位，而其相邻组的编码作为传感器档位测量的一组过渡信号。
CN2009101322266A 2008-12-11 2009-04-21 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法 Active CN101576397B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101322266A CN101576397B (zh) 2008-12-11 2009-04-21 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810044098.5 2008-12-11
CN200810044098 2008-12-11
CN2009101322266A CN101576397B (zh) 2008-12-11 2009-04-21 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101576397A true CN101576397A (zh) 2009-11-11
CN101576397B CN101576397B (zh) 2011-09-14

Family

ID=41271392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101322266A Active CN101576397B (zh) 2008-12-11 2009-04-21 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101576397B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102102995B (zh) * 2009-12-22 2012-12-26 泰科电子(上海)有限公司 档位检测装置
CN109708673A (zh) * 2019-01-17 2019-05-03 北京金钢科技有限公司 基于码型的分离式磁编码器
CN109931962A (zh) * 2019-04-02 2019-06-25 河北旭辉电气股份有限公司 磁感应式非接触型有载开关档位回读装置
CN111831000A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 北海燕航慧程智能科技有限公司 一种rov自动姿态稳定装置及rov
WO2023019677A1 (zh) * 2021-08-20 2023-02-23 美的威灵电机技术（上海）有限公司 编码器及其轴向跳动的位置补偿方法、装置和存储介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038523A (en) * 1996-05-24 2000-03-14 Seiko Epson Corporation Position detector, encoder board, position detecting method, timer and electronic device
CN2628997Y (zh) * 2003-05-30 2004-07-28 苏国信 机车前轮电子式里程表的感应装置
CN201352123Y (zh) * 2008-12-16 2009-11-25 联合汽车电子有限公司 非接触式数字信号档位传感器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102102995B (zh) * 2009-12-22 2012-12-26 泰科电子(上海)有限公司 档位检测装置
CN109708673A (zh) * 2019-01-17 2019-05-03 北京金钢科技有限公司 基于码型的分离式磁编码器
CN109931962A (zh) * 2019-04-02 2019-06-25 河北旭辉电气股份有限公司 磁感应式非接触型有载开关档位回读装置
CN109931962B (zh) * 2019-04-02 2024-01-26 河北旭辉电气股份有限公司 磁感应式非接触型有载开关档位回读装置
CN111831000A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 北海燕航慧程智能科技有限公司 一种rov自动姿态稳定装置及rov
WO2023019677A1 (zh) * 2021-08-20 2023-02-23 美的威灵电机技术（上海）有限公司 编码器及其轴向跳动的位置补偿方法、装置和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN101576397B (zh) 2011-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101576397B (zh) 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法
CN101832789B (zh) 绝对式磁性位置编码器
CN101253389B (zh) 转动角检测装置
US7915886B2 (en) Magnetic speed, direction, and/or movement extent sensor
CN101535772B (zh) 线性位移传感器
US8179129B2 (en) Position/displacement measuring system with an encoded scale body
CN103154672A (zh) 多圈磁性绝对位置检测装置
CN201352123Y (zh) 非接触式数字信号档位传感器
WO2016155956A1 (en) Rotation angle measuring apparatus and measuring method
CN101672659A (zh) 位置传感器布置
CN101210821A (zh) 一种双通道轴角转换和测量中粗精耦合的方法
CN110736486A (zh) 一种紧凑型双冗余绝对式编码器
EP3091339B1 (en) Nonvolatile rotation sensor with spiral track
EP1770371A3 (en) Magnetic encoder
US6515471B1 (en) Absolute position hall string sensor
KR102550704B1 (ko) 절대값 인코더
US11137303B2 (en) Torque detection device
WO2009031558A1 (ja) 磁気式エンコーダ
US4888986A (en) Rotational position indicator
CN201517928U (zh) 精简码道结构的增量式光电编码器的码盘
CN102322881A (zh) 一种非接触式无源保持光磁多回转绝对位置传感器
US20210342016A1 (en) Wheel assembly and associated input device
CN202126270U (zh) 非接触式无源保持光磁多回转绝对位置传感器
CN201561984U (zh) 检测移动物体速度与位置的设备
CN212518694U (zh) 一种多圈编码器以及电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant