CN212007071U - 一种二进制输出的角度传感器电路 - Google Patents
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Abstract
一种二进制输出的角度传感器电路，包括低功耗电压转换电路，所述的低功耗电压转换电路的输入端连接24V高电平，所述的低功耗电压转换电路的输出端输出5V电平电压，所述的低功耗电压转换电路用于将24V高电平转换为供传感器芯片使用的5V电源电压，所述的低功耗电压转换电路的5V电压输出端连接有传感器电路，所述的传感器电路的输出端连接有待测设备的串口，所述的传感器电路用于测量待测设备的角度值。本实用新型的传感器模块采用三轴霍尔传感器芯片，三轴霍尔传感器芯片可以感应旋转范围在0到360度的绝对角度位置，实现非接触式的旋转角度位置传感器，以满足频繁需求的汽车和工业领域的应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器通信技术领域，尤其是一种二进制输出的角度传感器电路。
背景技术
角度传感器即旋转编码器，用来检测物体的角度值，角度传感器内部装有机械轴，机械轴上设置有光栅，通过机械轴的旋转来切割光栅，每当机械轴转过十六分之一圈时，角度传感器就会计数一次，往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少，计数与角度传感器的初始位置有关，当初始化角度传感器时，其计数值被设置为0，可通过编程将角度传感器重新复位。角度传感器还包括有霍尔式角度传感器，主要通过磁场的变化来检测设备角度的变化。角度传感器被广泛应用在工业、海事、油井钻探等领域，传统的角度传感器仅仅能感应垂直于芯片表面的磁场强度，而感应不到其他方向的磁场强度，这对检测的设备角度会产生一定的误差，且适用范围狭窄，而且实现角度传感器检测的电路所消耗的功率偏大，造成电能的损失，易击穿角度传感器的电子器件。
所以，为了弥补上述传统角度传感器电路所存在的缺陷，就需设计一种低功耗的角度传感器电路。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功耗低且采用三轴霍尔传感器芯片的角度传感器电路。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种二进制输出的角度传感器电路，包括低功耗电压转换电路，所述的低功耗电压转换电路的输入端连接24V高电平，所述的低功耗电压转换电路的输出端输出5V电平电压，所述的低功耗电压转换电路用于将24V高电平转换为供传感器芯片使用的5V电源电压，所述的低功耗电压转换电路的5V电压输出端连接有传感器电路，所述的传感器电路的输出端连接有待测设备的串口，所述的传感器电路用于测量待测设备的角度值。
优选的，所述的低功耗电压转换电路包括开关稳压器U1，所述的开关稳压器U1的型号为LT1934E6-1，所述的开关稳压器U1的输入端连接直流24V电压，所述的开关稳压器U1的输出端输出直流5V电压。
优选的，所述的开关稳压器U1的VIN引脚连接直流24V电源电压，SHDN引脚通过电阻R1连接直流24V电源电压，SHDN引脚还通过电阻R3和电容C3的串联连接直流24V电源电压，SW引脚通过电感L1输出5V电源电压。
优选的，所述的传感器电路包括传感器控制芯片U2，所述的传感器控制芯片U2的型号为MLX90316，所述的传感器控制芯片U2的电源端连接直流5V电平电压，所述的传感器控制芯片U2连接有电流变送器U3，所述的电流变送器U3的型号为XTR115，所述的电流变送器U3连接串口P1，所述串口P1连接待测设备的串口。
优选的，所述的传感器控制芯片U2的VDD引脚连接5V电平电压，所述的传感器控制芯片U2的VSS引脚与TEST1引脚串联连接所述电流变送器U3的Iret引脚，所述的电流变送器U3的Io引脚连接所述串口P1的2引脚，所述的电流变送器U3的B引脚连接有三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接所述电流变送器U3的E引脚，三极管Q1的集电极与电流变送器U3的V+引脚串联连接所述串口P1的1引脚。
优选的，所述的串口P1的1引脚连接有二极管D2的正极，二极管D2的负极和串口P1的2引脚之间并联有电容C7和C11，二极管D2的负极上还连接有二极管D3的负极，二极管D3的正极连接串口P1的2引脚。
优选的，所述的传感器控制芯片U2的TEST0引脚、SO引脚、NC引脚、VSS引脚和TEST1引脚接地，所述的传感器控制芯片U2的VDIG引脚通过连接电容C8并接地，所述的传感器控制芯片U2的OUT引脚通过连接电容C6并接地。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型的传感器模块采用MLX90316三轴霍尔传感器芯片，MLX90316三轴霍尔传感器芯片可以感应旋转范围在0到360度的绝对角度位置，实现非接触式的旋转角度位置传感器，以满足频繁需求的汽车和工业领域的应用。且采用LT1934E6-1型号的开关稳压器可以达到低功耗的目的，降低了能耗。
附图说明
图1是本实用新型的低功耗电压转换电路的电路连接结构示意图；
图2是本实用新型的传感器电路的电路连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
如图1和图2所示，本实用新型所述的一种二进制输出的角度传感器电路，包括低功耗电压转换电路，所述的低功耗电压转换电路的输入端连接24V高电平，所述的低功耗电压转换电路的输出端输出5V电平电压，所述的低功耗电压转换电路用于将24V高电平转换为供传感器芯片使用的5V电源电压，直接将24V转换为5V电压，所耗能小，所述的低功耗电压转换电路的5V电压输出端连接有传感器电路，所述的传感器电路的输出端连接有待测设备的串口，所述的传感器电路用于测量待测设备的角度值，通过待测设备位置的移动角度，将角度值的数字信号转换为模拟信号，传感器电路的输出端还可连接通信设备，此通信设备可以为无线通信或有线通信，只要达到可将传感器电路采集的角度值传输至终端以供查看即可。
进一步，所述的低功耗电压转换电路包括开关稳压器U1，所述的开关稳压器U1的型号为LT1934E6-1，所述的开关稳压器U1的输入端连接直流24V电压，所述的开关稳压器U1的输出端输出直流5V电压，所述的开关稳压器U1起到降压稳压的作用，以确保传感器电路的电压范围正常。
进一步，所述的开关稳压器U1的VIN引脚连接直流24V电源电压，SHDN引脚通过电阻R1连接直流24V电源电压，SHDN引脚还通过电阻R3和电容C3的串联连接直流24V电源电压，SW引脚通过电感L1输出5V电源电压。
进一步，所述的传感器电路包括传感器控制芯片U2，所述的传感器控制芯片U2的型号为MLX90316，所述的传感器控制芯片U2的电源端连接直流5V电平电压，所述的传感器控制芯片U2为利用三轴霍尔技术的传感器芯片，传统的平面霍尔技术仅仅能感应垂直于控制芯片表面的磁场强度，而三轴霍尔技术既可感应垂直方向也可感应平行于控制芯片表面的磁场强度，能感应出旋转范围在0到360度的绝对角度位置，扩大了应用范围。
进一步，所述的传感器控制芯片U2连接有电流变送器U3，所述的电流变送器U3的型号为XTR115，所述的电流变送器U3连接串口P1，所述串口P1连接待测设备的串口或通信设备，所述的电流变送器U3为电压/电流转换器，亦称电流环发生器，能将输入电压转换为4-20mA的电流信号，电流变送器U3属于二线制电流变送器，其内部的2.5V基准电压可作为角度传感器的激励源，将角度传感器产生的40-200μA的弱电流信号放大100倍，得到4-20mA的标准电流进行输出。
进一步，所述的传感器控制芯片U2的VDD引脚连接5V电平电压，所述的传感器控制芯片U2的VSS引脚与TEST1引脚串联连接所述电流变送器U3的Iret引脚，所述的电流变送器U3的Io引脚连接所述串口P1的2引脚，所述的电流变送器U3的B引脚连接有三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接所述电流变送器U3的E引脚，三极管Q1的集电极与电流变送器U3的V+引脚串联连接所述串口P1的1引脚。
进一步，所述的串口P1的1引脚连接有二极管D2的正极，二极管D2的负极和串口P1的2引脚之间并联有电容C7和C11，二极管D2的负极上还连接有二极管D3的负极，二极管D3的正极连接串口P1的2引脚。
进一步，所述的传感器控制芯片U2的TEST0引脚、SO引脚、NC引脚、VSS引脚和TEST1引脚接地，所述的传感器控制芯片U2的VDIG引脚通过连接电容C8并接地，所述的传感器控制芯片U2的OUT引脚通过连接电容C6并接地。
具体实施时，将串口P1连接待测设备或通信设备的串口，如连接在通信设备的串口处，则将传感器控制芯片U2固定在待测设备表面上，当待测设备的位置角度变化时，传感器控制芯片U2会采集移动的角度值，并将测得的角度值由模拟信号转变为数字信号传输至串口P1处，通过通信设备传输至终端，供工作人员查看，通信设备的无线传输方式或有线传输方式均为本领域技术人员所熟知的通信方式，在此不再赘述。
本实用新型的传感器模块采用MLX90316三轴霍尔传感器芯片，MLX90316三轴霍尔传感器芯片可以感应旋转范围在0到360度的绝对角度位置，实现非接触式的旋转角度位置传感器，以满足频繁需求的汽车和工业领域的应用。且采用LT1934E6-1型号的开关稳压器可以达到低功耗的目的，降低了能耗。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (7)
1.一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：包括低功耗电压转换电路，所述的低功耗电压转换电路的输入端连接24V高电平，所述的低功耗电压转换电路的输出端输出5V电平电压，所述的低功耗电压转换电路用于将24V高电平转换为供传感器芯片使用的5V电源电压，所述的低功耗电压转换电路的5V电压输出端连接有传感器电路，所述的传感器电路的输出端连接有待测设备的串口，所述的传感器电路用于测量待测设备的角度值。
2.根据权利要求1所述的一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：所述的低功耗电压转换电路包括开关稳压器U1，所述的开关稳压器U1的型号为LT1934E6-1，所述的开关稳压器U1的输入端连接直流24V电压，所述的开关稳压器U1的输出端输出直流5V电压。
3.根据权利要求2所述的一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：所述的开关稳压器U1的VIN引脚连接直流24V电源电压，SHDN引脚通过电阻R1连接直流24V电源电压，SHDN引脚还通过电阻R3和电容C3的串联连接直流24V电源电压，SW引脚通过电感L1输出5V电源电压。
4.根据权利要求1所述的一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：所述的传感器电路包括传感器控制芯片U2，所述的传感器控制芯片U2的型号为MLX90316，所述的传感器控制芯片U2的电源端连接直流5V电平电压，所述的传感器控制芯片U2连接有电流变送器U3，所述的电流变送器U3的型号为XTR115，所述的电流变送器U3连接串口P1，所述串口P1连接待测设备的串口。
5.根据权利要求4所述的一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：所述的传感器控制芯片U2的VDD引脚连接5V电平电压，所述的传感器控制芯片U2的VSS引脚与TEST1引脚串联连接所述电流变送器U3的Iret引脚，所述的电流变送器U3的Io引脚连接所述串口P1的2引脚，所述的电流变送器U3的B引脚连接有三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接所述电流变送器U3的E引脚，三极管Q1的集电极与电流变送器U3的V+引脚串联连接所述串口P1的1引脚。
6.根据权利要求5所述的一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：所述的串口P1的1引脚连接有二极管D2的正极，二极管D2的负极和串口P1的2引脚之间并联有电容C7和C11，二极管D2的负极上还连接有二极管D3的负极，二极管D3的正极连接串口P1的2引脚。
7.根据权利要求4所述的一种二进制输出的角度传感器电路，其特征在于：所述的传感器控制芯片U2的TEST0引脚、SO引脚、NC引脚、VSS引脚和TEST1引脚接地，所述的传感器控制芯片U2的VDIG引脚通过连接电容C8并接地，所述的传感器控制芯片U2的OUT引脚通过连接电容C6并接地。
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| CN113447864A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-28 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种用于海洋测量无人艇自动收放磁力仪的系统及其方法 |
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| CN113447864B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-10-28 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种用于海洋测量无人艇自动收放磁力仪的系统及其方法 |
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