CN205102775U - 一种基于mlx90316的磁性角度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于MLX90316的磁性角度传感器，包含磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块、模数转换电路、放大电路和电源模块，所述磁感应信号检测电路通过依次连接的模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端连接信号输出模块，所述电源模块用于提供磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块所需电能。

Description

一种基于MLX90316的磁性角度传感器

技术领域

本实用新型涉及一种磁性角度传感器，尤其涉及一种基于MLX90316的磁性角度传感器，属于传感器控制领域。

背景技术

磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。自然界和人类社会生活的许多地方都存在磁场或与磁场相关的信息。利用人工设置的永久磁体产生的磁场，可作为许多种信息的载体。因此，探测、采集、存储、转换、复现和监控各种磁场和磁场中承载的各种信息的任务，自然就落在磁场传感器身上。在当今的信息社会中，磁场传感器已成为信息技术和信息产业中不可缺少的基础元件。目前，人们已研制出利用各种物理、化学和生物效应的磁传感器，并已在科研、生产和社会生活的各个方面得到广泛应用，承担起探究种种信息的任务。

早先的磁传感器，是伴随测磁仪器的进步而逐步发展的。在众多的测磁方法中，大都将磁场信息变成电讯号进行测量。在测磁仪器中“探头”或“取样装置”就是磁传感器。随着信息产业、工业自动化、交通运输、电力电子技术、办公自动化、家用电器、医疗仪器等等的飞速发展和电子计算机应用的普及，需用大量的传感器将需进行测量和控制的非电参量，转换成可与计算机兼容的讯号，作为它们的输入讯号，这就给磁传感器的快速发展提供了机会，形成了相当可观的磁传感器产业

角度传感器广泛应用于汽车、机械、航空、航天、航海、工业自动化等领域。它主要分为接触式和非接触式两种，由于接触式的角度传感器随着使用时间的增长，会存在机械磨损、精度降低、经常维修甚至更换新设备等缺点，这不仅提高了生产成本还容易使被测设备的质量没保证，而非接触式角度传感器则克服了这些缺点。常用的非接触式角度传感器有光电式和磁电式的。光电式的虽然精度比磁电式的高，但对环境要求苛刻、抗震性也较差，因此也就不适用于环境较复杂的工业场所。正是基于这些问题，设计一种基于磁电式的角度传感器，它具有成本低廉，抗干扰性高，分辨力在0.5°以内等优点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种接触式、低成本、高分辨率，高抗干扰的基于MLX90316的磁性角度传感器。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于MLX90316的磁性角度传感器，包含磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块、模数转换电路、放大电路和电源模块，所述磁感应信号检测电路通过依次连接的模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端连接信号输出模块，所述电源模块用于提供磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块所需电能；

所述放大电路包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换电路的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接微控制器模块的输入端。

作为本实用新型一种基于MLX90316的磁性角度传感器的进一步优选方案，所述微控制器模块采用Freescale公司的MC9S08DZ60微处理器。

作为本实用新型一种基于MLX90316的磁性角度传感器的进一步优选方案，所述磁感应信号检测电路的芯片型号为MLX90316。

作为本实用新型一种基于MLX90316的磁性角度传感器的进一步优选方案，所述模数转换电路的芯片型号为TMS320LF240。

作为本实用新型一种基于MLX90316的磁性角度传感器的进一步优选方案，所述电源模块采用可充电电池。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型成本低廉，抗干扰性高，分辨力在0.5°以内；

2、本实用新型在为实现恶劣环境下角度值的测量的基础上，使用了一种基于MLX90316的非接触式、低成本、高分辨率，高抗干扰的磁性角度传感器。通过对机械结构和硬件电路的分析，找出误差来源，实现角度值的测量，精度能达到0.5°，满足所要求的技术指标，可广泛运用于汽车、电机等工业领域中。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型放大电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于MLX90316的磁性角度传感器，包含磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块、模数转换电路、放大电路和电源模块，所述磁感应信号检测电路通过依次连接的模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端连接信号输出模块，所述电源模块用于提供磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块所需电能；

如图2所示，所述放大电路包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换电路的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接微控制器模块的输入端。

其中，所述微控制器模块采用Freescale公司的MC9S08DZ60微处理器，所述磁感应信号检测电路的芯片型号为MLX90316，所述模数转换电路的芯片型号为TMS320LF240，所述电源模块采用可充电电池。

磁感应信号检测电路主要通过集成有双轴霍尔元件的集成芯片感知角度的变化，并以模拟信号或数字信号方式输出到微处理器中，经过一定的编码和解码，由微处理器输出工业用的电压或电流信号，或者以串口通信方式输出数字信号。为了减小系统的复杂度和误差来源，信号采集单元选择Melexis公司的MLX90316芯片。它属于CMOS霍尔传感器，可以输出与芯片表面平行的磁场相对应的角度位置信息，并以SPI的串行通信方式输出数字信号，这极大的减小了系统设计的复杂度。

微控制器模块选用Freescale公司的MC9S08DZ60,它是一款小体积、低成本、低功耗和较多外部接口的16位微处理器；它具有24路12位的A/D通道、控制器区域网络、串行外围设备接口模块、串行通信接口、内部集成电路总线等外设数字接口，很适合与外界进行数字信号通信。

当磁铁在芯片表面上方旋转时，MLX90316芯片内的集磁片可以将平行作用于芯片表面的磁场集中起来，并在IMC结构的边缘产生正比于磁场的垂直分量，再通过两对位于IMC下方的传统平面霍尔元件来检测此信号。

本实用新型为实现恶劣环境下角度值的测量的基础上，实用新型了一种基于MLX90316的非接触式、低成本、高分辨率，高抗干扰的磁性角度传感器的设计方案。方案利用霍尔传感器MLX90316所设计的磁性角度传感器具有非接触式、高精度、高抗干扰等优点。通过对机械结构和硬件电路的分析，找出误差来源，在此基础上编写软件算法，实现角度值的测量，精度能达到0.5°，满足所要求的技术指标，可广泛运用于汽车、电机等工业领域中。

综上所述，本实用新型只保护硬件之间的连接关系及整体结构，不保护硬件所涉及的具体算法，以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于MLX90316的磁性角度传感器，其特征在于：包含磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块、模数转换电路、放大电路和电源模块，所述磁感应信号检测电路通过依次连接的模数转换电路、放大电路连接微控制器模块，所述微控制器模块的输出端连接信号输出模块，所述电源模块用于提供磁感应信号检测电路、微控制器模块、信号输出模块所需电能；所述放大电路包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换电路的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接微控制器模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于MLX90316的磁性角度传感器，其特征在于：所述微控制器模块采用Freescale公司的MC9S08DZ60微处理器。

3.根据权利要求1所述的一种基于MLX90316的磁性角度传感器，其特征在于：所述磁感应信号检测电路的芯片型号为MLX90316。

4.根据权利要求1所述的一种基于MLX90316的磁性角度传感器，其特征在于：所述模数转换电路的芯片型号为TMS320LF240。

5.根据权利要求1所述的一种基于MLX90316的磁性角度传感器，其特征在于：所述电源模块采用可充电电池。