CN201408199Y - 霍尔齿轮转速传感器 - Google Patents

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涂平华
李占江
任刚
张烁
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Abstract

本实用新型涉及一种霍尔齿轮转速传感器，包括磁铁、霍尔感应器和信号处理电路，所述霍尔感应器包括两个霍尔芯片，信号处理电路包括顺次连接的差分放大器、高通滤波器、施密特触发器和输出接口电路，输出接口电路作为整个信号处理电路的信号输出端；所述霍尔感应器的两个霍尔芯片的输出端均与差分放大器的输入端相连接。霍尔感应器处在极性恒定磁场中，当齿轮转过磁场时，两个霍尔芯片同时感应并且输出两路具有时差的正弦波，此两路正弦波经信号处理电路处理后，输出清晰并且稳定的方波。本实用新型信号提取精度高，感应间距大，信号稳定，同时抗辐射干扰和电磁干扰，特别适用于在汽车等应用环境恶劣的条件下实现旋转体的速度测量。

Description

霍尔齿轮转速传感器
技术领域
本实用新型涉及一种转速传感器，特别是一种霍尔齿轮转速传感器。
背景技术
现在，汽车行业发展越来越快，为得知汽车发动机运行是否正常，需及时提取汽车发动机的转速信息，用转速传感器可以实现了这一信号提取。转速传感器按其检测技术可分为可变磁阻式、韦根德效应式、霍尔效应式、磁控电阻式、各向异性磁阻式、巨磁阻式转速传感器，现有的转速传感器多采用霍尔效应式，包括磁铁和霍尔感应芯片，霍尔感应芯片置于磁铁上，齿轮和霍尔感应芯片之间有一个间隙，当齿轮转过霍尔感应芯片时，霍尔感应芯片即有信号输出，但是这种霍尔效应式转速传感器的感应范围小，能感应到与齿轮最大间距约为3mm，同时抗辐射干扰、电磁干扰和传导干扰能力差，特别是在汽车等应用环境恶劣的条件下实现旋转体的速度测量还需进一步改进。
实用新型内容
本实用新型霍尔转速传感器所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种信号提取精度高，感应间距大，信号稳定，同时抗辐射干扰和电磁干扰的霍尔转速传感器。
为解决上述技术问题，本实用新型霍尔转速传感器所采用的技术方案如下：一种霍尔齿轮转速传感器，包括磁铁10、霍尔感应器1和信号处理电路9，所述霍尔感应器1包括霍尔芯片1-1和霍尔芯片1-2，所述霍尔芯片1-1和霍尔芯片1-2的输出端与所述信号处理电路9连接；所述信号处理电路9包括顺次连接的差分放大器4、高通滤波器5、施密特触发器6和输出接口电路7，所述输出接口电路7的输出信号即为霍尔齿轮转速传感器的输出信号。
作为本实用新型霍尔齿轮转速传感器的进一步改进的技术方案，还包括一个电源接口电路8，所述电源接口电路8包括二极管D1和稳压管D2，用于保护电源反接，二极管D1正接在电源VCC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；所述霍尔感应器1、差分放大器4和输出接口电路7通过所述电源接口电路8外接直流电源VCC。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述输出接口电路7包括三极管T1、电容C1、上拉电阻R1和稳压管D3，三极管T1的基极与施密特触发器6的输出端相连接，三极管T1的发射极接地，三极管(T1)的集电极通过上拉电阻R1与电源接口电路(8)连接，电容C1连接在三极管T1的集电极和地之间，稳压管D3的阴极与三极管T1的集电极连接，稳压器D3的阳极接地。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，在高通滤波器的输入端还连接有电容C2，用来调节差值信号到零，这样输出信号在稳定下没有限定，同时在静止状态也有输出，它所达到的精度将存在最小的切换磁滞和较大气隙，可达3.5mm。
本实用新型霍尔齿轮转速传感器，由于采用两个霍尔芯片，霍尔感应器通过感应交变磁场变化，输出两路正弦波信号，此正弦波信号经差分放大器放大并比较后，输出周期变化的方波，方波再经高通滤波器滤波，去除低频干扰，然后通过施密特触发器对方波进行整形，这样大大提高信号提取精度，即使在高速的情况下，仍能准确检测其信号。方波信号通过三极管的集电极输出，经过三极管的驱动与上拉电阻的作用，可以输出一个标准的方波信号。另外，由于在三极管的集电极和地之间并联了稳压管和电容，稳压管进一步保护电路免受电磁干扰，电容能降低辐射干扰。由于高通滤波器与地之间也接有电容，因此，通过调节电容，可以调节差值信号直至为零，这样输出信号在稳定下没有限定，它所达到的精度将存在最小的切换磁滞和较大气隙，可达3.5mm。总之，本实用新型霍尔齿轮转速传感器的信号提取精度高，信号稳定，感应间隙大，抗干扰能力强。
附图说明
图1是本实用新型霍尔齿轮转速传感器的电路原理流程图
图2是本实用新型霍尔齿轮转速传感器的电路原理图
图3是本实用新型霍尔齿轮转速传感器的磁铁、霍尔芯片和齿轮相互位置示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型霍尔齿轮转速传感器的具体实施方式作进一步说明。
参见图1、图2和图3，霍尔齿轮转速传感器包括磁铁10、霍尔感应器1和信号处理电路9，信号处理电路9包括差分放大器4、高通滤波器5、施密特触发器6和输出接口电路7；霍尔感应器1紧贴磁铁10，霍尔感应器1上有霍尔芯片1-1和霍尔芯片1-2，霍尔感应器1的两路输出端与信号处理电路9中的差分放大器4的输入端连接，差分放大器4的输出端与高通滤波器5的输入端连接，高通滤波器5的输出端与施密特触发器6的输入端相连接，施密特触发器6的输出端与输出接口电路7连接，输出接口电路7的输出信号即为霍尔齿轮转速传感器的输出信号；输出接口电路7包括三极管T1、稳压器D3和电容C1，三极管T1的基极与施密特触发器6的输出端连接，三极管T1的集电极为信号输出端，稳压管D3和电容C1连接在三极管T1的集电极与地之间，稳压管D3的阴极与三极管T1的集电极连接，稳压器D3的阳极接地；另外，三极管T1的集电极通过上拉电阻R1与电源保护电路8连接，差分放大器4和输出接口电路7也都通过电源保护电路8与直流电源VCC连接，电源保护电路8包括二极管D1和稳压管D2，二极管D1的阴极接电阻R1，二极管D1的阳极接直流电源VCC，稳压器D2连接在二极管D1的阴极和地之间。在高通滤波器的输入端还连接有电容C2，用来调节差值信号到零，这样输出信号在稳定下没有限定，同时在静止状态也有输出，它所达到的精度将存在最小的切换磁滞和较大气隙，可达3.5mm。

Claims (6)

1、一种霍尔齿轮转速传感器，包括磁铁(10)、霍尔感应器(1)和信号处理电路(9)，其特征在于：所述霍尔感应器1包括两个霍尔芯片(1-1，1-2)，所述信号处理电路(9)包括顺次连接的差分放大器(4)、高通滤波器(5)、施密特触发器(6)和输出接口电路(7)，输出接口电路(7)作为整个信号处理电路(9)的信号输出端；所述霍尔感应器(1)的两个霍尔芯片(1-1，1-2)的输出端均与差分放大器4的输入端相连接。
2、根据权利要求1所述的霍尔齿轮转速传感器，其特征在于：还包括一个电源接口电路(8)，所述霍尔感应器(1)、差分放大器(4)和输出接口电路(7)均通过所述电源接口电路(8)外接直流电源。
3、根据权利要求2所述的霍尔齿轮转速传感器，其特征在于：所述电源接口电路(8)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。
4、根据权利要求1或2或3所述的霍尔齿轮转速传感器，其特征在于：所述输出接口电路(7)包括三极管T1、电容C1、上拉电阻R1和稳压管D3；三极管T1的基极与施密特触发器6的输出端相连接、发射极接地、集电极通过上拉电阻R1与电源接口电路(8)连接；电容C1连接在三极管T1的集电极和地之间，稳压管D3的阴极与三极管T1的集电极连接，其阳极接地。
5、根据权利要求1或2或3所述的霍尔齿轮转速传感器，其特征在于：在高通滤波器(5)的输出端还连接有用来调节差值信号到零的电容C2。
6、根据权利要求4所述的霍尔齿轮转速传感器，其特征在于：在高通滤波器(5)的输出端还连接有用来调节差值信号到零的电容C2。
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