CN207779416U - 一种磁阻传感装置及磁旋转编码器 - Google Patents
一种磁阻传感装置及磁旋转编码器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种磁阻传感装置及磁旋转编码器，用于解决磁阻传感器在高转速状态下输出信号品质不达标的问题；其中，磁阻传感装置，包括设置有：第一电源端、接地端、第一信号输出端和第二信号输出端的磁阻传感器，第一信号输出端与第一电容串联后输出；第一电容的输出端与第一电阻串联后与第二电源端电连接；第一电容的输出端与第二电阻串联后接地；第二信号输出端与第二电容串联后输出；第二电容的输出端与第三电阻串联后与第二电源端电连接；第二电容的输出端与第四电阻串联后接地；磁旋转编码器的正弦/余弦信号插值、自校正驱动器的输入端电连接有三个磁阻传感装置。本实用新型对磁阻传感器各桥臂并电阻解决磁旋转编码器信号校准的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁旋转编码器技术领域，尤其涉及一种磁阻传感装置及磁旋转编码器。
背景技术
旋转机构(机床、发动机等)角度、速度的测量对其后续的控制系统有关键作用。光电编码器本身具有精度高、非接触特点得到广泛应用，但由于光电编码器对恶劣环境适应性不强，因此近年来磁旋转编码器发展起来。如图1所示，现有技术中的磁旋转编码器一般由磁阻传感器(隧道磁阻、巨磁阻等原理，常用4-12个电阻组成的2～3个电桥封装成为集成电路芯片)、正/余弦信号插值、自校正驱动器组成。三个由磁敏电阻组成的电桥分别输出SIN+、SIN-、COS+、COS-、ZERO+、ZERO-6路信号给正/余弦信号插值、自校正驱动器，由其输出控制系统所需的ABZ信号或UVW信号。
由于磁旋转编码器中磁阻传感器的输出信号强度会随着输入旋转速度加快而减弱，当输入速度加快到一定值(如20000r/min)时，信号减弱到不能满足正/余弦信号插值、自校正驱动器(以下简称驱动器)输入信号强度要求。为了加大信号强度，采用提高磁阻传感器的供电电压的方法，当待测齿轮转动或静止时，会导致图2中各电桥的两路输出(例如正弦输出的正弦正(SIN+)和正弦负(SIN-))信号的偏移电压V1和V2的值超出驱动器允许的输入范围，导致整个系统无法输出正确的转速及角度信号，余弦(COS+和COS-)输出及零位输出(ZERO+和ZERO-)情况与此相似。
因此，提供一种磁阻传感装置及磁旋转编码器，用于解决现有技术中磁阻传感器在高转速状态下由于输出信号减弱，达不到自动校正驱动器所要求的信号品质的问题，以及由各因素引起的各电桥两路输出信号常数项超出驱动器允许的范围这一问题，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种磁阻传感装置及磁旋转编码器，通过对磁阻传感器各桥臂并电阻解决磁旋转编码器生产、调试、装配过程中信号的校准问题。
为了实现上述目的：一方面，本实用新型提供一种磁阻传感装置，包括磁阻传感器，所述磁阻传感器设置有：第一电源连接端、接地端、第一信号输出端和第二信号输出端，所述第一信号输出端与第一电容串联后输出；所述第一电容的输出连接端与第一电阻串联后与第二电源连接端电连接；所述第一电容的输出连接端与第二电阻串联后接地；所述第二信号输出端与第二电容串联后输出；所述第二电容的输出连接端与第三电阻串联后与第二电源连接端电连接；所述第二电容的输出连接端与第四电阻串联后接地。
优选地，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻中的至少一个电阻为可调电阻。
另一方面，本实用新型还提供一种磁旋转编码器，包括：正弦/余弦信号差值、自校正驱动器，所述正弦/余弦信号差值、自校正驱动器的输入端电连接有三个如前所述的磁阻传感装置。
本实用新型通过提供一种磁阻传感装置，可以分别用于输出正弦、余弦和零位三组各两路信号，这三组由磁阻传感装置组成的电桥可被封装在IC芯片内，用于实现调平各组电桥两路输出的常数项值；其中，将所述第一信号输出端与第一电容串联后输出，将所述第一电容的输出连接端与第一电阻串联后与第二电源连接端电连接，将所述第一电容的输出连接端与第二电阻串联后接地；以及，将所述第二信号输出端与第二电容串联后输出，将所述第二电容的输出连接端与第三电阻串联后与第二电源连接端电连接，将所述第二电容的输出连接端与第四电阻串联后接地，为分别通过串联第一电容和第二电容得到的输出信号施加相同的偏置电压，使得偏置电压落入驱动器信号中线区域，满足驱动器的输入要求。进一步地，采用本实用新型上述磁阻传感装置后，可以使磁旋转编码器中磁敏电阻芯片的供电电压提高，从而提高磁敏电阻的信号输出强度，满足编码器适应高速应用场合。
进一步地，本实用新型所提供的磁旋转编码器可以使磁旋转编码器中磁敏电阻芯片的供电电压提高，从而提高磁敏电阻的信号输出强度，满足编码器适应高速应用场合，解决磁旋转编码器生产、调试、装配过程中信号的校准问题。
附图说明
图1为现有技术中磁旋转编码器的电路结构示意图；
图2为图1中磁旋转编码器输出正弦信号中心不平衡效果图；
图3为本实用新型实施例1中磁阻传感装置的电路结构示意图；
图4为本实用新型实施例2中磁旋转编码器的电路结构示意图；
图5为图4中磁旋转编码器的输出正弦信号电压调平效果图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
请参考图3，图3为本实用新型所提供的磁阻传感装置的电路结构示意图。在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的磁阻传感装置的结构包括：磁阻传感器100，所述磁阻传感器100设置有：第一电源连接端VCC1、接地端GND、第一信号输出端OUT+和第二信号输出端OUT-，所述第一信号输出端OUT+与第一电容C1串联后输出；所述第一电容C1的输出连接端与第一电阻R1串联后与第二电源连接端VCC2电连接；所述第一电容C1的输出连接端与第二电阻R2串联后接地GND；所述第二信号输出端OUT-与第二电容C2串联后输出；所述第二电容C2的输出连接端与第三电阻R3串联后与第二电源连接端VCC2电连接；所述第二电容C2的输出连接端与第四电阻R4串联后接地GND。
本实用新型通过提供一种磁阻传感装置可以分别用于输出正弦、余弦和零位三组各两路信号，这三组由磁阻传感装置组成的电桥可被封装在IC芯片内，用于实现调平各组电桥两路输出的常数项值；其中，将所述第一信号输出端与第一电容串联后输出，将所述第一电容的输出连接端与第一电阻串联后与第二电源连接端电连接，将所述第一电容的输出连接端与第二电阻串联后接地；以及，将所述第二信号输出端与第二电容串联后输出，将所述第二电容的输出连接端与第三电阻串联后与第二电源连接端电连接，将所述第二电容的输出连接端与第四电阻串联后接地，为分别通过串联第一电容和第二电容得到的输出信号施加相同的偏置电压，使得偏置电压落入驱动器信号中线区域，满足驱动器的输入要求。进一步地，采用本实用新型上述磁阻传感装置后，可以使磁旋转编码器中磁敏电阻芯片的供电电压提高，从而提高磁敏电阻的信号输出强度，满足编码器适应高速应用场合。
进一步地，如图3所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4中的至少一个电阻为可调电阻。采用可调电阻后能够更为方便的调节偏置电压，进而有助于达到最佳的输出效果。
实施例2：
请参考图4，图4为本实施例中所提供的磁旋转编码器的电路结构示意图；基于上述图示结构，采用三个磁阻传感装置分别用于输出SIN+、SIN-、COS+、COS-、ZERO+、ZERO-6路信号给正/余弦信号插值、自校正驱动器，由其输出控制系统所需的ABZ信号或UVW信号。改进后的磁旋转编码器的输出信号不会随着输入旋转速度加快而减弱，能够充分满足20000r/min～30000r/min时的正/余弦信号插值、自校正驱动器(以下简称驱动器)输入信号强度要求，改进后的磁旋转编码器，提高了磁阻传感装置的供电电压，当待测齿轮转动或静止时各电桥的两路输出(例如正弦输出的正弦正(SIN+)和正弦负(SIN-))信号的偏移电压V1和V2的值不会超出驱动器允许的输入范围，进而整个系统可以输出正确的转速及角度信号，余弦(COS+和COS-)输出及零位输出(ZERO+和ZERO-)情况与此相似。
采用上述结构方案后获得的磁旋转编码器的输出正弦信号电压调平效果如图5所示，图5中可见在图4所示电桥的正弦输出中，正弦正(SIN+)和正弦负(SIN-))信号的偏移电压V1和V2的值均位于驱动器允许的输入范围，整个系统能够输出正确的转速及角度信号，能够有效解决现有技术中磁阻传感器在高转速状态下由于输出信号减弱，达不到自动校正驱动器所要求的信号品质的问题，以及由各因素引起的各电桥两路输出信号常数项超出驱动器允许的范围这一问题。此外，上述磁旋转编码器还可以使磁旋转编码器中磁敏电阻芯片的供电电压提高，从而提高磁敏电阻的信号输出强度，满足编码器适应高速应用场合，解决磁旋转编码器生产、调试、装配过程中信号的校准问题。
上述各实施例仅是本实用新型的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (3)
1.一种磁阻传感装置，包括磁阻传感器，所述磁阻传感器设置有：第一电源连接端、接地端、第一信号输出端和第二信号输出端，其特征在于，所述第一信号输出端与第一电容串联后输出；所述第一电容的输出连接端与第一电阻串联后与第二电源连接端电连接；所述第一电容的输出连接端与第二电阻串联后接地；所述第二信号输出端与第二电容串联后输出；所述第二电容的输出连接端与第三电阻串联后与第二电源连接端电连接；所述第二电容的输出连接端与第四电阻串联后接地。
2.根据权利要求1所述的磁阻传感装置，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻中的至少一个电阻为可调电阻。
3.一种磁旋转编码器，包括：正弦/余弦信号差值、自校正驱动器，其特征在于，所述正弦/余弦信号插值、自校正驱动器的输入端电连接有三个权利要求1至2项中任一项所述的磁阻传感装置。
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| CN201820101636.9U CN207779416U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 一种磁阻传感装置及磁旋转编码器 |
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| CN201820101636.9U CN207779416U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 一种磁阻传感装置及磁旋转编码器 |
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ID=63214080
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| CN201820101636.9U Active CN207779416U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 一种磁阻传感装置及磁旋转编码器 |
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| CN (1) | CN207779416U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI777686B (zh) * | 2021-07-23 | 2022-09-11 | 禾一電子科技有限公司 | 電子式旋轉編碼器 |
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2018
- 2018-01-22 CN CN201820101636.9U patent/CN207779416U/zh active Active
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