CN104596579A - 一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块 - Google Patents

一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块 Download PDF

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王孝
白思春
褚全红
孟长江
张维彪
刘涛
杨国华
赵玲玲
和龙
董新宇
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Abstract

本发明涉及一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块，测试量是本测量模块的测试对象；在线编程工具是对本测量模块进行在线编程并使可编程模块输出所要求的物理量的辅助工具；磁通量感应模块用于感应测试量运动导致的磁通量空间变化量；磁通量变化处理模块对磁通量空间变化量进行计算处理；A/D转换模块把磁通量变化转换成数字量；可编程模块把数字量进行分析并计算出对应的数字量；D/A转换模块把数字量转换成所要求的模拟量输出；物理量输出模块把模拟量转换成所要求的电压或脉冲物理量。本发明使测试模块各项防护措施和验证手段能够采用统一的标准来进行，更有利于保证系列产品的可靠性。

Description

一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块
技术领域
 本发明属于发动机电控系统领域，具体涉及一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块。
背景技术
在发动机电控系统设计中，需要对发动机转速信号、供油量齿杆位移、踏板旋转角度等物理量进行测试，现有的测试方式都是采用不同的专用传感器进行，各传感器的机械、电器接口不能够统一，需要根据具体的要求选择安装方式、供电方式、接插件电器连接方式，系统维护不方便，对传感器本体的测试、环境试验和抗电磁干扰能力防护都需要分别进行，大批量生产时产品的一致性要求很难保证。
发明内容
本发明的目的在于针对现有发动机电控系统中各物理量进行测试时连接接口不一致、测量工作量大、产品一致性难保证的问题， 而提供一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块。
本发明采用的技术方案：一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块，它包括测试量、在线编程工具，该测量模块由磁通量感应模块、磁通量变化处理模块、A/D转换模块、可编程模块、D/A转换模块和物理量输出模块组成，其中，
测试量是本测量模块的测试对象；
在线编程工具是对本测量模块进行在线编程并使可编程模块输出所要求的物理量的辅助工具；
磁通量感应模块用于感应测试量运动导致的磁通量空间变化量；
磁通量变化处理模块对磁通量感应模块感应出的磁通量空间变化量进行计算处理；
A/D转换模块把磁通量变化处理模块对磁通量空间变化量计算出的磁通量变化转换成数字量；
可编程模块把数字量进行分析并根据在线编程工具设定的编程参数计算出对应的数字量；
D/A转换模块把数字量转换成所要求的模拟量输出；
物理量输出模块把模拟量转换成所要求的电压或脉冲物理量。
进一步地，磁通量感应模块由霍耳元件和磁钢组成。
进一步地，可编程模块由电压转换模块、核心处理器DSP、程序储存器Flash、数据储存器RAM、可编程Flash和在线编程接口组成，电压转换模块主要完成系统供电，程序存储器Flash存储系统程序，数据储存器RAM用于数值计算缓存，可编程Flash用于存储在线编程的数据并断电保存，在线编程接口用于和在线编程工具连接，完成对整个测量模块的在线编程。
 本发明与现有技术相比其有益效果是：①本发明是建立在霍耳效应测量磁通量变化的基础上，通过感应磁通量在三维空间，即X轴、Y轴、Z轴三个方向的磁通量的变化来测试出被测量在三个方向的位置变化量，此位置变化量通过A/D转换模块转换成数字量送到可编程模块中，通过在线编程输出数字量送到D/A转换模块中，最终变成测量物理量输出；②本发明能够在保证电器接口一致的同时，完成对发动机转速信号、供油量齿杆位移信号、踏板旋转角度信号变化时导致的磁通量发生变化进行测量，通过在线编程工具使模块输出所要求的物理量，产品的各项技术参数的一致性能够通过在线编程来保证，各项防护措施和验证手段能够采用统一的标准来进行，更有利于保证系列产品的可靠性。
附图说明
图1为本发明的模块组成图；
图2为磁通量感应模块的结构示意图；
图3为磁通量变化处理模块在三维空间处理磁通量变化的三维示意图；
图4为可编程模块的结构示意图。
附图中：1-霍耳元件；2-磁钢；3-电压转换模块；4-核心处理器DSP；5-程序储存器Flash；6-数据储存器RAM；7-可编程Flash；8-在线编程接口。
具体实施方式
    如图1所示，一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块，由磁通量感应模块、磁通量变化处理模块、A/D转换模块、可编程模块、D/A转换模块和物理量输出模块组成；其中，测试量是本测量模块的测试对象；在线编程工具是对本测量模块进行在线编程并使可编程模块输出所要求的物理量的辅助工具；磁通量感应模块用于感应测试量运动导致的磁通量空间变化量；磁通量变化处理模块对磁通量感应模块感应出的磁通量空间变化量进行计算处理；A/D转换模块把磁通量变化处理模块对磁通量空间变化量计算出的磁通量变化转换成数字量；可编程模块把数字量进行分析并根据在线编程工具设定的编程参数计算出对应的数字量；D/A转换模块把数字量转换成所要求的模拟量输出；物理量输出模块把模拟量转换成所要求的电压或脉冲物理量。
如图2所示，磁通量感应模块由霍耳元件1和磁钢2组成，磁钢2主要是为了在其周围空间形成磁场，霍耳元件1用来感应外部测量对象发生平移、转动时导致的磁通量的变化。
如图3所示，磁通量变化处理模块测量测试对象从A点移动到B点过程中磁通量的变化，在X轴、Y轴、Z轴方向上的磁通量变化分别为：△X、△Y、△Z，这三个磁通量变化量通过A/D转换模块变化成数字量输入到可编程模块。
如图4所示，可编程模块由电压转换模块3、核心处理器DSP 4、程序储存器Flash 5、数据储存器RAM 6、可编程Flash 7和在线编程接口 8组成。电压转换模块3主要完成系统供电，程序存储器Flash  5存储系统程序，数据储存器RAM  6用于数值计算缓存，可编程Flash 7用于存储在线编程的数据并断电保存，在线编程接口8用于和外部在线编程工具想连接，完成对整个测量模块的在线编程。

Claims (3)

1.一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块，它包括测试量、在线编程工具，其特征在于，该测量模块由磁通量感应模块、磁通量变化处理模块、A/D转换模块、可编程模块、D/A转换模块和物理量输出模块组成，其中，
测试量是本测量模块的测试对象；
在线编程工具是对本测量模块进行在线编程并使可编程模块输出所要求的物理量的辅助工具；
磁通量感应模块用于感应测试量运动导致的磁通量空间变化量；
磁通量变化处理模块对磁通量感应模块感应出的磁通量空间变化量进行计算处理；
A/D转换模块把磁通量变化处理模块对磁通量空间变化量计算出的磁通量变化转换成数字量；
可编程模块把数字量进行分析并根据在线编程工具设定的编程参数计算出对应的数字量；
D/A转换模块把数字量转换成所要求的模拟量输出；
物理量输出模块把模拟量转换成所要求的电压或脉冲物理量。
2.根据权利要求1所述的一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块，其特征在于，磁通量感应模块由霍耳元件和磁钢组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于霍耳效应的可编程多物理量测量模块，其特征在于，可编程模块由电压转换模块、核心处理器DSP、程序储存器Flash、数据储存器RAM、可编程Flash和在线编程接口组成，电压转换模块主要完成系统供电，程序存储器Flash存储系统程序，数据储存器RAM用于数值计算缓存，可编程Flash用于存储在线编程的数据并断电保存，在线编程接口用于和在线编程工具连接，完成对整个测量模块的在线编程。
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