CN202853703U - 一种基于霍尔效应的油位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于霍尔效应的油位计，包括不锈钢保护管，所述不锈钢保护管上套装有随液位变化而上下移动的浮子，所述浮子内设有磁环，所述不锈钢保护管内设有与其长度相适配的电路板，该电路板沿其长度方向等间距的布置有至少三个开关型霍尔传感器，每个开关型霍尔传感器均与位于不锈钢保护管顶部的处理及显示电路板电连接。该油位计使用寿命长、性能稳定且分辨率较高。

Description

一种基于霍尔效应的油位计

技术领域

本实用新型涉及一种油位计，具体涉及一种基于霍尔效应的油位计。

背景技术

油位计是用来显示机动车油箱内燃油油面高度的重要部件，传统的油位计采用的是浮子式或干簧管式。浮子式油位计为由滑动电阻构成的接触式油位计，油位改变使滑动电阻的触点位置发生改变，从而使其阻值发生改变，根据滑动电阻的阻值大小即可确定油面的高度（即油位）；这种油位计在工作过程中存在接触摩擦，容易产生电火花，滑动电阻易磨损，触点易受汽油腐蚀，使用寿命短。干簧管式油位计是在胶木条上等间隔焊多个干簧管，胶木条装在不锈钢保护管内，不锈钢保护管上套装有浮子，浮子内装有磁环；在浮力作用下，浮子漂浮在油面上，浮子的位置随着油位变化而变化，当浮子浮到某一个干簧管高度时，受到磁场影响该干簧管触发闭合，从而确定油面的高度；这种油位计的每个干簧管的尺寸较大，油位计分辨率较低，同时干簧管容易被磁环磁化而失去油位判断能力。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于霍尔效应的油位计，以延长油位计的使用寿命，提高油位计的稳定性和分辨率。

本实用新型所述的基于霍尔效应的油位计，包括不锈钢保护管，所述不锈钢保护管上套装有随液位变化而上下移动的浮子，所述浮子内设有磁环，所述不锈钢保护管内设有与其长度相适配的电路板，该电路板沿其长度方向等间距的布置有至少三个开关型霍尔传感器，每个开关型霍尔传感器均与位于不锈钢保护管顶部的处理及显示电路板电连接。

处理及显示电路板用于将开关型霍尔传感器输出的信号进行处理，并将处理结果（即油位）显示出来。开关型霍尔传感器既可以是单极性开关型霍尔传感器（即在规定的N极或S极磁场触发下输出数字信号），也可以是双极性开关型霍尔传感器（即在N极或S极磁场触发下都可以输出数字信号）。

进一步，所述处理及显示电路板上设有并入串出移位寄存器、单片机和数字显示模块，所述并入串出移位寄存器的输入端与每个开关型霍尔传感器的信号输出端连接，并入串出移位寄存器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端与数字显示模块连接。

并入串出移位寄存器用于将同时从各开关型霍尔传感器输出的并行信号转换成串行信号，送入单片机内判断，单片机进行相应判断后，将油位通过数字显示模块显示出来。

其工作原理如下：电路板上的每个开关型霍尔传感器对应一个油位，当机动车油箱内的燃油油位发生变化时，浮子以及其内的磁环随油位变化而上下浮动，当浮子浮到某一个开关型霍尔传感器高度时，该开关型霍尔传感器受到磁环产生的磁场的作用而对地导通，输出低电平，而其它开关型霍尔传感器保持截止，输出高电平，每个开关型霍尔传感器输出的信号经并入串出移位寄存器转换后，送入单片机内判断，单片机判断后输出给数字显示模块显示油位。

本实用新型的各个部件之间没有任何机械接触点，不会产生电火花，使用寿命长；开关型霍尔传感器结构简单、性能稳定且尺寸小，从而使油位计具有较高的稳定性和分辨率。

附图说明

图1为本实用新型放置在油箱内的示意图。

图2为本实用新型的电路原理框图。

图3为本实用新型中各开关型霍尔传感器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2和图3所示的基于霍尔效应的油位计，包括不锈钢保护管7，不锈钢保护管7的顶部设有处理及显示电路板1，处理及显示电路板1上设有并入串出移位寄存器11、单片机12和数字显示模块13，不锈钢保护管7上套装有随液位变化而上下移动的浮子3，浮子3的内部设有磁环4，不锈钢保护管7的内部设有与其长度相适配的电路板6，该电路板6沿其长度方向等间距的布置有八个开关型霍尔传感器5，从下往上依次编号为第一霍尔传感器U1（油位标定为10mm）、第二霍尔传感器U2（油位标定为20mm）、第三霍尔传感器U3（油位标定为30mm）、第四霍尔传感器U4（油位标定为40mm）、第五霍尔传感器U5（油位标定为50mm）、第六霍尔传感器U6（油位标定为60mm）、第七霍尔传感器U7（油位标定为70mm）和第八霍尔传感器U8（油位标定为80mm），八个开关型霍尔传感器均为双极性开关型霍尔传感器。

其中，第一霍尔传感器U1的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第一上拉电阻R1接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第一输入端；第二霍尔传感器U2的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第二上拉电阻R2接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第二输入端；第三霍尔传感器U3的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第三上拉电阻R3接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第三输入端；第四霍尔传感器U4的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第四上拉电阻R4接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第四输入端；第五霍尔传感器U5的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第五上拉电阻R5接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第五输入端；第六霍尔传感器U6的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第六上拉电阻R6接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第六输入端；第七霍尔传感器U7的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第七上拉电阻R7接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第七输入端；第八霍尔传感器U8的接地端接地，电源端接工作电压VCC，信号输出端通过第八上拉电阻R8接工作电压VCC，并通过接线端子J1接并入串出移位寄存器11的第八输入端；并入串出移位寄存器11的输出端与单片机12的输入端连接，单片机12的输出端与数字显示模块13连接。

将上述油位计插入油箱2内，不锈钢保护管7浸入燃油内，处理及显示电路板1位于油箱2外部，即可进行油位测量。油位变化时，浮子3以及其内的磁环4随油位变化而上下浮动，当浮子3浮到某一个开关型霍尔传感器高度时，该开关型霍尔传感器受到磁环产生的磁场的作用而对地导通，输出低电平，而其它开关型霍尔传感器保持截止，输出高电平，每个开关型霍尔传感器输出的信号经并入串出移位寄存器11转换后，送入单片机12内判断，单片机12判断后输出给数字显示模块13显示油位。比如浮子3浮到第五霍尔传感器U5的高度时，第五霍尔传感器U5受到磁环4产生的磁场的作用而对地导通，输出低电平，而其它开关型霍尔传感器保持截止，输出高电平，八个开关型霍尔传感器的信号并行送到并入串出移位寄存器11后，经并入串出移位寄存器11转换为串行信号，送入单片机12内判断，单片机12判断后输出给数字显示模块13，数字显示模块13显示油位为50mm；如果浮子3浮到第三霍尔传感器U3和第四霍尔传感器U4之间，第三霍尔传感器U3和第四霍尔传感器U4都同时受到磁环4产生的磁场的作用而对地导通，则第三、第四霍尔传感器都输出低电平，而其它开关型霍尔传感器保持截止，输出高电平，则数字显示模块13显示油位为35mm，从而使油位计的分辨率达到5mm。

本实施例中开关型霍尔传感器的数量也可以为其它数值，具体根据油箱的高度、所要求的分辨率的大小确定；对于同等高度的油箱，开关型霍尔传感器的数量越多，油位计的分辨率越高。

Claims (2)

1.一种基于霍尔效应的油位计，包括不锈钢保护管（7），不锈钢保护管上套装有随液位变化而上下移动的浮子（3），浮子内设有磁环（4），其特征是：不锈钢保护管内设有与其长度相适配的电路板（6），该电路板沿其长度方向等间距的布置有至少三个开关型霍尔传感器（5），每个开关型霍尔传感器均与位于不锈钢保护管顶部的处理及显示电路板（1）电连接。

2.根据权利要求1所述的基于霍尔效应的油位计，其特征是：所述处理及显示电路板（1）上设有并入串出移位寄存器（11）、单片机（12）和数字显示模块（13），并入串出移位寄存器（11）的输入端与每个开关型霍尔传感器（5）的信号输出端连接，并入串出移位寄存器的输出端与单片机（12）的输入端连接，单片机的输出端与数字显示模块（13）连接。

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