CN215261605U - 一种微型高精度磁栅传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种微型高精度磁栅传感器，属于传感器技术领域，包括通过灌封胶固定在微型外壳内的测距电路；所述测距电路包含：主控电路，外部模拟信号转换器，稳压电路，磁阻传感器；所述稳压电路与主控电路、外部模拟信号转换器、磁阻传感器连接用于提供稳定电压；所述磁阻传感器和外部模拟信号转换器相连；所述外部模拟信号转换器和主控电路相连；所述主控电路上设置有给设备读取的输出信号端。本方案采用一种新的磁栅测距方案，电路元件少，体积小，精度高，适应范围广，并使用更高效稳定的协议进行数据输出，成本控制也更佳，能够代替目前国内外传统磁栅方案。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，具体为一种微型高精度磁栅传感器。
背景技术
对于大多数磁栅传感器受测距电路方案限制，体积较大，虽然能在一定程度上满足机床的部分需求，但精密仪器中就无法进行安装和测距。受体积限制，一些亟需使用传统磁栅传感器的场合并不能使用磁栅方案。同时大部分传统磁栅传感器方案需要使用集成磁栅芯片，价格高昂体积庞大，制板时要求高，使用时易受干扰，需要大量屏蔽结构才能正常运行。在方案复杂的同时，成本也难以控制，且体积庞大。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供一种微型高精度磁栅传感器，采用一种新的磁栅测距方案，电路元件少，体积小，精度高，适应范围广，并使用更高效稳定的协议进行数据输出，成本控制也更佳，能够代替目前国内外传统磁栅方案。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种微型高精度磁栅传感器，包括通过灌封胶固定在微型外壳内的测距电路；
所述测距电路包含：主控电路，外部模拟信号转换器，稳压电路，磁阻传感器；
所述稳压电路与主控电路、外部模拟信号转换器、磁阻传感器连接用于提供稳定电压；
所述磁阻传感器和外部模拟信号转换器相连；
所述外部模拟信号转换器和主控电路相连；
所述主控电路上设置有给设备读取的输出信号端。
作为上述技术方案的进一步改进：所述主控电路包括微控制单元，第一退耦电容，复位电路；
所述微控制单元的电源引脚和退耦电容C11连接，复位引脚和复位电路连接；
所述复位电路由上拉电阻R2与隔离电容C10组成；所述上拉电阻R2一端连接电源，另一端连接微控制单元的复位引脚；所述隔离电容C10和上拉电阻R2一端连接，另一端接地。
作为上述技术方案的进一步改进：所述微控制单元连接有调试接口或/和数据接口。
作为上述技术方案的进一步改进：所述外部模拟信号转换器包括数模转换器，退耦电容C8；所述数模转换器的电源引脚和退耦电容C8连接。
作为上述技术方案的进一步改进：所述稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片输入端和输出端分别连接退耦电容C1和退耦电容C2。
作为上述技术方案的进一步改进：所述微型外壳上设置有安装孔。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
体积：微型高精度磁栅传感器使用更少的元件完成功能，电路板体积更小。国内外传统磁栅传感器体积一般在40*25*13到45*30*20之间，而本方案的微型高精度磁栅传感器体积仅有26.5*16.5*8，缩减了近60％的体积，更适合安装在对体积，大小有需求的设备上。
精度：本方案使用磁阻传感器+外部模拟信号转换器的方案进行信号预处理和读取，相比一体化的集成磁栅芯片，灵活度可以更高，最高等达到0.005mm的分辨率。通过调整距离读取算法精度可在0.1-0.005mm之前调整。
稳定性：微型高精度磁栅传感器使用分离元件方案，各类元件独立封装，隔绝干扰，抗干扰性更强。微型高精度磁栅传感器同时使用特殊协议对外传输数据，自带矫正算法，保证数据的完整性。
附图说明
图1为本传感器的电路模块连接示意图。
图2为本传感器微型外壳俯视图。
图3为主控电路中的微控制单元电路连接示意图。
图4为与微控制单元连接的调试接口的示意图。
图5为与微控制单元连接的数据接口示意图。
图6为稳压电路示意图。
图7为数模转换器示意图。
图8为磁阻传感器示意图。
图9为本实用新型的运行流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
请参阅图1至图9，在一种具体的实施方式中，一种微型高精度磁栅传感器，包括通过灌封胶固定在微型外壳内的测距电路；
所述测距电路包含：主控电路，外部模拟信号转换器，稳压电路，磁阻传感器；
所述稳压电路与主控电路、外部模拟信号转换器、磁阻传感器连接用于提供稳定电压；
所述磁阻传感器和外部模拟信号转换器相连；
所述外部模拟信号转换器和主控电路相连；
所述主控电路上设置有给设备读取的输出信号端。
在上述实施例的基础上进一步优化：所述主控电路包括微控制单元，第一退耦电容，复位电路；
所述微控制单元的电源引脚和退耦电容C11连接，复位引脚和复位电路连接；
所述复位电路由上拉电阻R2与隔离电容C10组成；所述上拉电阻R2一端连接电源，另一端连接微控制单元的复位引脚；所述隔离电容C10和上拉电阻R2一端连接，另一端接地。
在上述实施例的基础上进一步优化：所述微控制单元连接有调试接口或/和数据接口。
在上述实施例的基础上进一步优化：所述外部模拟信号转换器包括数模转换器，退耦电容C8；所述数模转换器的电源引脚和退耦电容C8连接。
在上述实施例的基础上进一步优化：所述稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片输入端和输出端分别连接退耦电容C1和退耦电容C2。
如图2所示，为微型外壳的俯视图，在上述实施例的基础上进一步优化：所述微型外壳上设置有安装孔。如图2所示，安装孔设置有两个，位于图中上部位置，在微型外壳侧边设置有接入端。
在上述实施例的基础上进一步优化：
本实用新型具体工作原理：
一、一种微型高精度磁栅传感器，包括：微型外壳，测距电路，其中：
如图2所示，为微型外壳，微型外壳内部包覆测距电路，适于为测距电路提供保护，保证电路处于稳定环境中。微型外壳上有安装孔，便于安装使用。
测距电路被包裹在微型外壳中，用灌封胶固定在微型外壳内；
测距电路包含：主控电路，外部模拟信号转换器，稳压电路，磁阻传感器。
稳压电路和主控电路，外部模拟信号转换器，磁阻传感器相连，提供稳压后的电压。
磁阻传感器采集磁栅上的信息，并和外部模拟信号转换器相连。
外部模拟信号转换器和主控电路相连。主控电路输出信号给设备读取。
二、主控电路包括：微控制单元(Microcontroller Unit)，退耦电容，复位电路。其中：
微控制单元，电源引脚和退耦电容C11连接，复位引脚和复位电路连接。
复位电路，由上拉电阻R2与隔离电容C10组成，上拉电阻R2一端连接电源3.3v提供上拉，另一端连接微控制单元复位引脚提供复位状态电位。隔离电容C10和上拉电阻R2一端连接，另一端接地，滤除干扰纹波，提高抗干扰能力。
退耦电容C11和微控制单元的电源引脚连接，滤除干扰纹波，提高抗干扰能力。
三、外部模拟信号转换器包括：数模转换器，退耦电容C8。其中：
数模转换器的电源引脚和退耦电容C8连接；
退耦电容C8和数模转换器的电源引脚相连，滤除干扰纹波，提高抗干扰能力。
四、稳压电路包括：稳压芯片，退耦电容C1和C2。其中：
稳压芯片输入端和输出端分别连接两个足够大的退耦电容C1和C2；
退耦电容和稳压芯片的输入和输出端相连，滤除干扰纹波，提高抗干扰能力。
5.磁阻传感器和外部模拟信号转换器相连。
如图9所示，本方案的工作原理：磁阻传感器检测到磁栅移动后输出正弦波差分信号，输入外部模拟信号转换器。外部模拟信号转换器收到数据使用内部的放大器对信号进行放大处理。放大处理后的信号进入外部模拟信号转换器的ADC(简称A/D转换器或ADC，Analog to Digital Converter)中，进行测量。ADC测量后通过外设接口传输到微控制单元，整理记录后以特殊协议发送到外部设备。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种微型高精度磁栅传感器，其特征在于：包括通过灌封胶固定在微型外壳内的测距电路；
所述测距电路包含：主控电路，外部模拟信号转换器，稳压电路，磁阻传感器；
所述稳压电路与主控电路、外部模拟信号转换器、磁阻传感器连接用于提供稳定电压；
所述磁阻传感器和外部模拟信号转换器相连；
所述外部模拟信号转换器和主控电路相连；
所述主控电路上设置有给设备读取的输出信号端。
2.根据权利要求1所述的一种微型高精度磁栅传感器，其特征在于：所述主控电路包括微控制单元，退耦电容C11，复位电路；
所述微控制单元的电源引脚和退耦电容C11连接，复位引脚和复位电路连接；
所述复位电路由上拉电阻R2与隔离电容C10组成；所述上拉电阻R2一端连接电源，另一端连接微控制单元的复位引脚；所述隔离电容C10和上拉电阻R2一端连接，另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种微型高精度磁栅传感器，其特征在于：所述微控制单元连接有调试接口或/和数据接口。
4.根据权利要求1所述的一种微型高精度磁栅传感器，其特征在于：所述外部模拟信号转换器包括数模转换器，退耦电容C8；所述数模转换器的电源引脚和退耦电容C8连接。
5.根据权利要求1所述的一种微型高精度磁栅传感器，其特征在于：所述稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片输入端和输出端分别连接退耦电容C1和退耦电容C2。
6.根据权利要求1所述的一种微型高精度磁栅传感器，其特征在于：所述微型外壳上设置有安装孔。
Priority Applications (1)
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| CN202121350620.XU CN215261605U (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种微型高精度磁栅传感器 |
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2021
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