CN211318719U

CN211318719U - 磁铁检测系统

Info

Publication number: CN211318719U
Application number: CN201920942287.8U
Authority: CN
Inventors: 孙丰
Original assignee: Suzhou Secote Precision Electronic Co Ltd
Current assignee: Suzhou Secote Precision Electronic Co Ltd
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2029-06-21

Abstract

本实用新型实施例公开了一种磁铁检测系统，包括霍尔模拟传感器阵列、模拟开关和信号处理器；其中，霍尔模拟传感器阵列包括多个霍尔模拟传感器，每一霍尔模拟传感器用于根据对应磁铁的磁场强度输出对应的电压信号；模拟开关包括输入端和输出端，模拟开关的输入端与多个霍尔模拟传感器的输出端一一对应电连接，模拟开关的输出端与信号处理器的输入端电连接；模拟开关用于分时选通多个霍尔模拟传感器，使多个霍尔模拟传感器输出的电压信号分时输出至信号处理器；信号处理器，用于根据电压信号确定磁铁的状态。本实用新型实施例解决了在检测多个磁铁的状态时，检测速度较慢，且检测成本较高的问题，实现了快速确定磁铁状态。

Description

磁铁检测系统

技术领域

本实用新型涉及电磁检测技术领域，尤其涉及一种磁铁检测系统。

背景技术

随着电子技术的发展，越来越多的产品上需要安装多个磁铁，为了检验产品是否满足设计要求，需要对产品上的磁铁进行检测。

检测同一产品上多个磁铁的状态时，由于磁铁间的间距较小，目前市场上采用多个霍尔极性传感器检测每个磁铁的输出信号，处理器根据传感器的输出进而确定每个磁铁的状态。

但是，现有技术在检测多个磁铁的状态时，检测速度较慢，且检测成本较高，不能满足快速的确定磁铁状态的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种磁铁检测系统，以实现多个磁铁的快速检测。

本实用新型提供一种磁铁检测系统，包括霍尔模拟传感器阵列、模拟开关和信号处理器；其中，

所述霍尔模拟传感器阵列包括多个霍尔模拟传感器，每一所述霍尔模拟传感器用于根据对应磁铁的磁场强度输出对应的电压信号；

所述模拟开关包括输入端和输出端，所述模拟开关的输入端与多个所述霍尔模拟传感器的输出端一一对应电连接，所述模拟开关的输出端与所述信号处理器的输入端电连接；所述模拟开关用于分时选通多个所述霍尔模拟传感器，使多个所述霍尔模拟传感器输出的电压信号分时输出至所述信号处理器；

所述信号处理器，用于根据所述电压信号确定磁铁的状态。

可选的，每一所述霍尔模拟传感器与一磁铁对应。

可选的，所述磁铁检测系统，还包括信号预处理电路；

所述信号预处理电路包括输入端和输出端，所述信号预处理电路的输入端与所述模拟开关的输出端电连接，所述信号预处理电路的输出端与所述信号处理器电连接；

所述信号预处理电路用于对所述模拟开关输出的电压信号进行预处理。

可选的，所述信号预处理电路包括运算放大器和模数转换器；

所述运算放大器的输入端与所述模拟开关的输出端电连接，用于将所述模拟开关输出的电压信号放大；

所述模数转换器的输入端与所述运算放大器的输出端电连接，所述模数转换器的输出端与所述信号处理器的输入端电连接，用于将经所述运算放大器放大后的模拟电压信号转换为数字信号，并将所述数字信号传输至所述信号处理器。

可选的，所述运算放大器为低噪音放大器。

可选的，所述信号处理器用于将所述电压信号与预设电压值进行比较，根据比较结果确定磁铁的状态。

可选的，所述信号处理器用于将所述电压信号与第一预设电压值和第二预设电压值进行比较，并根据比较结果确定磁铁的状态，其中，所述第一预设电压值大于所述第二预设电压值。

可选的，所述磁铁的状态包括：磁铁的极性、磁铁的漏装以及磁铁磁性的强弱。

可选的，所述信号处理器为单片机。

可选的，所述霍尔模拟传感器为具有低温漂系数的模拟传感器。

本实用新型实施例提供的磁铁检测系统，通过模拟开关分时选通多个霍尔模拟传感器，将对应检测磁铁磁场强度的电压信号传输至信号处理器，以实现多个磁铁的状态检测，解决了在检测多个磁铁的状态时，检测速度较慢，且检测成本较高的问题，实现了快速确定磁铁状态。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种磁铁检测系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种磁铁检测系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种信号预处理电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种磁铁检测系统的结构示意图，参考图1，该磁铁检测系统包括霍尔模拟传感器阵列11、模拟开关12和信号处理器13；其中，

霍尔模拟传感器阵列11包括多个霍尔模拟传感器14，每一霍尔模拟传感器14用于根据对应磁铁的磁场强度输出对应的电压信号；

模拟开关12包括输入端B1和输出端B2，模拟开关12的输入端B1与多个霍尔模拟传感器14的输出端A2一一对应电连接，模拟开关12的输出端B2与信号处理器13的输入端C1电连接；模拟开关12用于分时选通多个霍尔模拟传感器14，使多个霍尔模拟传感器14输出的电压信号分时输出至信号处理器13；

信号处理器13，用于根据电压信号确定磁铁的状态。

具体的，磁铁可以为集成电路板上磁铁。霍尔模拟传感器阵列11包括多个霍尔模拟传感器14，其输入端A1与磁铁阵列电连接，每一霍尔模拟传感器14与磁铁阵列中的一磁铁一一对应电连接，霍尔模拟传感器14可以是具有低温漂系数的DRV5055模拟传感器，可以抵消磁铁的温度漂移，实现磁铁状态的精确检测。霍尔模拟传感器14根据对应磁铁的磁场强度的大小，输出相应的电压值，其中，磁铁的磁场强度越大，霍尔模拟传感器14输出的电压值越高；磁铁的磁场强度越小，霍尔模拟传感器14输出的电压值越低。

模拟开关12可以是包括开关管的可控开关电路，模拟开关12包括多路通道，每一通道的输入端B1电连接相应通道的霍尔模拟传感器14的输出端A2，通过控制开关管的开通和关断来控制每一通道的开启和关闭，从而使霍尔模拟传感器14分时选通，并将霍尔模拟传感器14输出的电压信号从模拟开关的输出端B2输出至信号处理器13的输入端C1。信号处理器13根据接收到的电压信号来确定磁铁的状态，磁铁状态可以是磁铁的极性、磁铁的漏装以及磁铁磁性的强弱等。

本实施例提供的技术方案，通过模拟开关分时选通多个霍尔模拟传感器，将对应检测磁铁磁场强度的电压信号传输至信号处理器，以实现多个磁铁的状态检测。通过模拟开关分时选通霍尔模拟传感器，减少了信号处理器的端口数量，降低了信号处理器的成本，且将多个磁铁分时检测，使得信号处理器的响应速度加快，解决了在检测多个磁铁的状态时，检测速度较慢，且检测成本较高的问题，实现了快速确定磁铁状态。本实施例提供的磁铁检测系统，通过模拟开关的切换，一个很小的集成电路板上就可以测试48个磁铁的状态，节省了磁铁检测系统的成本。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的另一种磁铁检测系统的结构示意图，参考图2，在上述技术方案的基础上，该磁铁检测系统还包括信号预处理电路15，信号预处理电路15包括输入端D1和输出端D2，信号预处理电路15的输入端D1与模拟开关12的输出端B2电连接，信号预处理电路15的输出端D2与信号处理器13电连接；

信号预处理电路15用于对模拟开关12输出的电压信号进行预处理。

具体的，在实际应用时，霍尔模拟传感器14根据对应磁铁的磁场强度的大小输出相应的电压信号，该电压信号经过模拟开关后会存在一些杂波或噪音信号，且输出的电压信号为模拟信号，不能直接被信号处理器13接收和处理，需要在信号处理器13前电连接信号预处理电路15，对模拟开关12输出的电压信号进行预处理，使输出电压信号能够被信号处理器13接收。其中，预处理可以包括对较小的输出电压信号进行放大处理、将输出的模拟电压信号转换成数字电压信号等。

可选的，图3是本实用新型实施例提供的一种信号预处理电路的结构示意图，参考图2和图3，信号预处理电路15包括运算放大器151和模数转换器152；运算放大器151的输入端E1与模拟开关12的输出端B2电连接，用于将模拟开关12输出的电压信号放大；

模数转换器152的输入端F1与运算放大器151的输出端E2电连接，模数转换器152的输出端F2与信号处理器13的输入端C1电连接，用于将经运算放大器151放大后的模拟电压信号转换为数字信号，并将数字信号传输至信号处理器13。

具体的，在实际应用中，霍尔模拟传感器14根据对应磁铁的磁场强度的大小输出相应的电压信号，在磁场强度较弱的时候，该电压信号相应的较小，不容易被信号处理器13采集，需对该电压信号进行放大。示例性的，模拟开关在选通该霍尔模拟传感器14时，该霍尔模拟传感器14输出的电压信号的幅值或功率被运算放大器151放大，运算放大器151可以是型号为OPA355NA的低噪音放大器，降低噪声干扰，有利于提高检测的稳定性。

本实施例提供的技术方案，通过模拟开关分时选通多个霍尔模拟传感器，将对应检测磁铁磁场强度的电压信号进行放大并转换成数字信号后传输至信号处理器，可以在磁铁的磁场强度较小时，将对应的输出电压信号进行放大，以便信号处理进行接收和处理，以实现磁铁在弱磁状态的精确检测。

可选的，继续参考图2和图3，信号处理器13用于将经模数转换器152输出的电压信号与预设电压值进行比较，根据比较结果确定磁铁的状态。

其中，预设电压值可以包括一个或多个电压预设值。当只有一个预设电压值时，可以通过模数转换器152输出的电压信号与该预设电压值作比较来确定待检测磁铁的磁极的极性，示例性的，若输出的电压信号小于该预设电压值，可以确定待检测磁铁的进行检测的磁极为N极，大于该预设电压值时，可以确定待检测磁铁的进行检测的磁极为S极。

此外，当只有一个预设电压值时，也可以通过模数转换器152输出的电压信号与该预设电压值作比较来确定待检测磁铁的是否漏装，即霍尔模拟传感器14对应的位置是否有磁铁。示例性的，可以将该预设电压值设置一较小的数值，当电压信号小于该预设电压值时，说明该位置并无磁铁，即磁铁漏装。

另外，当预设电压值包括两个或多个电压预设值时，可以将电压信号分别与该两个或多个电压预设值比较，根据比较结果确定待检测磁铁的磁极极性以及是否漏装。

可选的，信号处理器13用于将经模数转换器152输出的电压信号与第一预设电压值和第二预设电压值进行比较，并根据比较结果确定磁铁的状态，其中，第一预设电压值大于第二预设电压值。

具体的，每一磁铁的N极和S极均对应一个电压阈值，其中第一电压预设值可以对应N极的电压阈值，第二电压预设值可以对应S极的电压阈值。如果信号处理器13接收到的电压信号大于第二电压预设值且小于第一电压预设值，则说明该电压信号对应检测磁铁的S极；如果信号处理器13接收到的电压信号大于第一电压预设值，则说明该电压信号对应检测磁铁的N极；如果输出的电压信号远小于第二电压预设值，即该位置磁铁对应的磁场强度明显小于其他位置的磁场强度，则说明此位置的磁铁漏装。

本实施例提供的技术方案，通过设置多个电压预设值，并将输出的电压信号与预设电压值作比较，来确定磁铁的极性和磁场强度，并且通过比较待检测磁铁位置处的磁场强度明与其他位置磁铁的磁场强度，可以确定该位置的磁铁是否漏装。本实施例提供的技术方案实现了磁铁的极性、磁场强度以及是否漏装的检测，提高了磁铁检测的效率。

可选的，信号处理器13为单片机，例如，可以是主频速度达72MHz的STM32F103RBT6单片机。

本实用新型提供的技术方案，通过模拟开关分时选通多个霍尔模拟传感器，将对应检测磁铁磁场强度的电压信号进行放大并转换成数字信号后传输至信号处理器，以实现多个磁铁状态的精确检测。通过模拟开关分时选通霍尔模拟传感器，减少了信号处理器的端口数量，降低了信号处理器的成本，且将多个磁铁分时检测，使得信号处理器的响应速度加快，在900ms内可以完成24个磁铁的测试并确定磁铁的漏装与否，极性状态，以及磁性强弱，节省了时间，提高了检测效率，且磁铁的检测精度在±5Gs以内。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种磁铁检测系统，其特征在于，包括霍尔模拟传感器阵列、模拟开关和信号处理器；其中，

所述信号处理器，用于根据所述电压信号确定磁铁的状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一所述霍尔模拟传感器与一磁铁对应。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括信号预处理电路；

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信号预处理电路包括运算放大器和模数转换器；

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述运算放大器为低噪音放大器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述信号处理器用于将所述电压信号与预设电压值进行比较，根据比较结果确定磁铁的状态。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述信号处理器用于将所述电压信号与第一预设电压值和第二预设电压值进行比较，并根据比较结果确定磁铁的状态，其中，所述第一预设电压值大于所述第二预设电压值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁铁的状态包括：磁铁的极性、磁铁的漏装以及磁铁磁性的强弱。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述信号处理器为单片机。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述霍尔模拟传感器为具有低温漂系数的模拟传感器。