CN206223806U - 一种基于霍尔传感器的电机测速装置 - Google Patents

Abstract

一种基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于，包括一个单片差分霍尔效应传感器，两个霍尔元件，由两个霍尔元件组成一个差分内部模拟电压，经AGC自动增益控制，输出数字精密信号；两个霍尔元件安装在同一个传感器外壳内，同时接触电机的转轴测量点。本实用新型在不改变原安装位置与传感器体积的前提下，由单电源两通道，做成“热备二式”双电源四通道，连接器采用10芯（YGC‑18S10PB/I，防护等级做到IP68）；这样输出功率强大可以连接100M电缆无信号损失，可以驱动47Ω阻抗以上负载，且双路电源组成热备二式系统，有效提高抗干扰能力防止电磁兼容系统损坏。

Description

一种基于霍尔传感器的电机测速装置

技术领域

本实用新型涉及到一种电气检测装置，尤其是涉及一种基于霍尔传感器的电机测速装置，主要用于对牵引电机转速的检测；属于电机检测技术领域。

背景技术：

在众多的数字式转速传感器中，因霍尔传感器具有无触点、长寿命、高可靠性、无火花、无自激振荡、温度性能好、抗污染能力强、构造简单、坚固、体积小、耐冲击等优点，所以选用霍尔效应接近式传感器作为自动控制系统中电机的转速传感器的十分普遍。该传感器是开关元件，直接输出为脉冲频率信号，但是由于存在电磁噪声干扰，必须对信号进行处理，从而提高采集准确度和抗干扰能力。处理后的信号转换成标准的方波信号，将该信号传输到AT89C52单片机上，再经过相应的软件设计，就可以通过LED显示电路显示出电机的转速。

目前用于机车牵引电机转速传感器大多是采用磁场感应扰动技术，利用穿过霍尔元件磁力线（磁场）瞬间变动，由霍尔传感器检测到磁场的变动（相位、磁阻值），而产生激励脉冲电势；电路放大将感应出来德尔弱信号进行放大整形将正弦波转速信号转换为脉冲波转速信号；只是由于受安装空间约束，现有的机车牵引电机转速传感器都是采用单电源两通道传感器A通道超前B通道90^○霍尔传感器，检测数据不稳定，且安装在牵引电机内；由于牵引电机是一个大功率电磁系统，受操作工况及开关等影响电磁感应强烈，所以很容易在操作过电压等影响下感应导致霍尔传感器电路损坏，因此仍有必要加以改进。

通过专利检索没发现有与本实用新型相同技术的专利和非专利文献报道，与本实用新型有一定关系的专利和论文主要有以下几个：

1、专利号为CN201220725289.X， 名称为“一种基于霍尔传感器的发动机转速信号模拟装置”的实用新型专利，该专利公开了一种基于霍尔传感器的发动机转速信号模拟装置，至少包括电机，在电机设置在支架上方，电机的一端连接有信号盘，信号盘的上方连接有传感器，传感器再依次与整形电路和示波器相连。

2、专利号为CN201310384367.3， 名称为“一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路”的发明专利，该专利公开了一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路，该电路包括：霍尔感应模块、转向选择模块、主IC控制模块、线圈驱动模块、转速控制模块以及电流采样模块；所述霍尔感应模块的输出端、转向选择模块的输出端和电流采样模块的输出端与主IC控制模块电性连接；线圈驱动模块的输入端、转速控制模块的输入端与主IC控制模块电性连接并由主IC控制模块控制转速。根据电流采样模块、转向选择模块和霍尔感应模块提供的电路信息，主IC控制模块驱动线圈实现电机的控制，使得电机的控制方便、调速稳定。

3、作者，赵树磊、谢吉华、刘永锋， 于2008年《江苏电器》第10期所发表的名称为“基于霍尔传感器的电机测速装置”的论文，该论文公开了一种利用霍尔传感器，设计一种电机转速测量装置并提出相应的测速算法；还设计了转速信号处理电路，将脉冲信号转化为标准的 TTL 电平，便于AT89C52单片机的计数运算，并通过74LS164 寄存器将转速信号显示在 LED 上。

4、作者，王福安， 于1998年《内燃机车》第6期所发表的名称为“东风4型机车测速电机改用霍尔传感器的探讨”的论文，该论文公开了一种利用霍尔式脉冲速度传感器对机车车轮旋转数计数，在轴箱盖上安装数字化或按模拟原理工作的发生器，车轮每转一周，发生器输出一定数量的脉冲方波信号，然后对发生器输出的信号计数。以此对东风4型机车的电机进行测速。

上述这些专利和论文虽说都涉及到了利用霍尔传感器来进行测速，但仔细分析可以发现这些专利和论文并没有正真解决目前采用单电源两通道传感器A通道超前B通道90^○霍尔传感器进行检测所存在的问题，因此仍将出现前面所述的一些问题，仍有待进一步加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有单电源两通道传感器A通道超前B通道90^○霍尔传感器进行检测所存在的问题，提出一种新的基于霍尔传感器的电机测速装置，该霍尔传感器的电机测速装置可以进一步增强检测的稳定性，而且体积小，便于安装，结构简单，易于实现更换。

为了达到这一目的，本实用新型提供了一种基于霍尔传感器的电机测速装置，包括一个单片差分霍尔效应传感器，单片差分霍尔效应传感器有两个霍尔元件，由两个霍尔元件组成一个差分内部模拟电压，经AGC自动增益控制，输出数字精密信号；两个霍尔元件安装在同一个传感器外壳内，同时接触电机的转轴测量点，通过传感器外壳上的安装孔安装到电机的转轴测量点。

进一步地，所述的AGC自动增益控制模块直接安装在两个霍尔元件所在的同一个传感器外壳的后面，AGC自动增益控制模块后面接传感器信号线。

进一步地，所述的传感器信号线通过插拔式连接器与外界信号接收装置通信。

进一步地，所述的插拔式连接器采用10芯连接器。

本实用新型的优点在于：本实用新型在不改变原安装位置与传感器体积的前提下，由单电源两通道，做成“热备二式”双电源四通道，连接器采用10芯（YGC-18S10PB/I，防护等级做到IP68）；这样有如下一些好处：

1）抗磁偏置变化的可靠性增强；

2）可实现抗振动的小型信号锁定；

3）使用增益调整和偏置调整电路实现较大的工作气隙；

4）可实现高可靠性的单芯片感测IC；

5）较小的机械尺寸；

6）已优化霍尔IC磁系；

7）快速启动；

8）欠压锁定(UVLO)。

附图说明：

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例一

如附图1所示，一种基于霍尔传感器的电机测速装置，包括一个单片差分霍尔效应传感器1，单片差分霍尔效应传感器1有两个霍尔元件2，由两个霍尔元件2组成一个差分内部模拟电压，经AGC自动增益控制，输出数字精密信号；两个霍尔元件2安装在同一个传感器外壳4内，同时接触电机的转轴测量点，通过传感器外壳4上的安装孔5安装到电机的转轴测量点。

进一步地，所述的AGC自动增益控制模块3直接安装在两个霍尔元件所在的同一个传感器外壳4的后面，AGC自动增益控制模块3后面接传感器信号线6。

进一步地，所述的传感器信号线6通过插拔式连接器7与外界信号接收装置通信。

进一步地，所述的插拔式连接器7采用10芯连接器。

上述所列实施例，只是结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的优点在于：

本实用新型在不改变原安装位置与传感器体积的前提下，由单电源两通道，做成“热备二式”双电源四通道，连接器采用10芯（YGC-18S10PB/I，防护等级做到IP68）；这样有如下一些好处：

1、输出功率强大可以连接100M电缆无信号损失，可以驱动47Ω阻抗以上负载。

2、双路电源组成热备二式系统，有效提高抗干扰能力防止电磁兼容系统损坏。

3、有强大的防接错系统能达到电源反接与错接为110V时起到保护，并能保护电磁过电压系统超负荷损坏。瞬时过电压功率可达5KW。

全国独特的同样体积下（PCB电路尺寸1.3CM×4.8CM）具有四通道互差90^○的霍尔电机传感器。

Claims (4)

1.一种基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于，包括一个单片差分霍尔效应传感器，单片差分霍尔效应传感器有两个霍尔元件，由两个霍尔元件组成一个差分内部模拟电压，经AGC自动增益控制，输出数字精密信号；两个霍尔元件安装在同一个传感器外壳内，同时接触电机的转轴测量点，通过传感器外壳上的安装孔安装到电机的转轴测量点。

2.如权利要求1所述的基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于，所述的AGC自动增益控制模块直接安装在两个霍尔元件所在的同一个传感器外壳的后面，AGC自动增益控制模块后面接传感器信号线。

3.如权利要求1所述的基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于，所述的传感器信号线通过插拔式连接器与外界信号接收装置通信。

4.如权利要求３所述的基于霍尔传感器的电机测速装置，其特征在于，所述的插拔式连接器采用10芯连接器。