CN217032530U

CN217032530U - 一种霍尔式里程表传感器电路

Info

Publication number: CN217032530U
Application number: CN202123284725.2U
Authority: CN
Inventors: 白宇
Original assignee: Shanghai Jingchuan Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Jingchuan Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2031-12-24

Abstract

本实用新型公开了一种霍尔式里程表传感器电路，包括电源VDD、信号连接端口电路模块、霍尔传感器电路模块、信号放大电路输出模块，所述信号放大电路输出模块包括信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2，所述信号连接端口电路模块将电源VDD接入到所述霍尔传感器电路模块，并连接信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2的开关脉冲信号输出。本实用新型提供的电路包括电源稳压电路、霍尔滤波电路、信号放大处理电路，对输出的霍尔脉冲计数信号进行放大驱动，输出两路互补的方波信号，可以利用霍尔感应磁铁磁场强度，并通过工作范围内的不同场强，感应输出高低电平变化，实现非接触式转速测量。

Description

一种霍尔式里程表传感器电路

技术领域

本实用新型涉及里程表电路技术领域，特别是一种霍尔式里程表传感器电路。

背景技术

目前，广为应用的里程表传感器为基于齿轮接触式技术原理，依靠机械齿轮传动进行里程表计数。这种基于机械传动技术原理的里程表传感器的缺点也很明显，例如，寿命次数有限，输出信号基于实际物理连接，容易受到振动等工况影响，从而导致里程表计数出错，因此需要研发一种新的方法实现对里程的计数。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种霍尔式里程表传感器电路。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种霍尔式里程表传感器电路，包括电源VDD、信号连接端口电路模块、霍尔传感器电路模块、信号放大电路输出模块，所述信号放大电路输出模块包括信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2，所述信号连接端口电路模块将电源VDD接入到所述霍尔传感器电路模块，并连接信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2的开关脉冲信号输出。

作为本实用新型的进一步补充，所述霍尔传感器电路模块包括稳压二极管D1、滤波电容C1、滤波电容C2、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6和霍尔传感器芯片U1，其中，所述限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5并联后与所述霍尔传感器芯片U1连接，所述稳压二极管D1和所述滤波电容C1分别接入到并联后的限流电阻和所述霍尔传感器芯片U1之间的电路中，所述稳压二极管D1和所述滤波电容C1的另一端均与接地端GND连接，所述霍尔传感器芯片U1的输出通过滤波电容C2与接地端GND连接。

作为本实用新型的进一步补充，所述霍尔传感器电路模块在电源经过限流电阻和所述稳压二极管D1后，驱动所述霍尔传感器芯片U1 进行磁场感应输出，所述霍尔传感器芯片U1的Vsup端为引脚1，地端为引脚2，OUT端为引脚3。

作为本实用新型的进一步补充，所述电源VDD接入所述信号连接端口电路模块，所述信号连接端口电路模块包括四脚连接器、双向TVS 稳压二极管T1，所述TVS二极管T1的一端与接地端GND连接，一端接入电源VDD并与四脚连接器连接。

作为本实用新型的进一步补充，所述信号放大电路输出模块包括放大三极管Q2、放大三极管Q3、放大三极管Q4、上拉驱动电阻R8、上拉驱动电阻R10、三极管负载电阻R7、三极管负载电阻R9、输出连接电阻R13、输出连接电阻R14、输出脉冲信号整形电容C3和输出脉冲信号整形电容C4，所述上拉驱动电阻R10接入电源VDD，且所述上拉驱动电阻R10的另一端与所述放大三极管Q2连接，所述放大三极管 Q2分别与所述三极管负载电阻R9和接地端GND连接，所述三极管负载电阻R9的另一端与所述输出连接电阻R14连接，所述输出脉冲信号整形电容C3接入到所述三极管负载电阻R9和所述输出连接电阻R14的电路中，所述输出脉冲信号整形电容C3的另一端与接地端GND连接，所述输出连接电阻R14输出脉冲指示信号OUT1。

作为本实用新型的进一步补充，所述放大三极管Q4接入到所述上拉驱动电阻R10和所述放大三极管Q2之间的电路中，所述放大三极管 Q4分别与所述放大三极管Q3和接地端GND连接，所述上拉驱动电阻 R8接入电源VDD，所述上拉驱动电阻的另一端接入到所述放大三极管 Q4和所述放大三极管Q3的电路中，所述三极管负载电阻R7与所述输出连接电阻R13连接，所述输出脉冲信号整形电容C4接入到所述三极管负载电阻R7和所述输出连接电阻R13的电路中，所述输出连接电阻 R13输出脉冲指示信号OUT2。

作为本实用新型的进一步补充，所述电源VDD的输入电压范围为直流DC 14V～32V，直流电压经过TVS二极管T1稳压，然后经过限流电阻R1，限流电阻R2，限流电阻R3，限流电阻R4，限流电阻R5，限流电阻R6，通过稳压二极管D1和滤波电容驱动霍尔传感器芯片U1电源端口。

其有益效果在于：

1、本实用新型提供的电路包括电源稳压电路、霍尔滤波电路、信号放大处理电路，对输出的霍尔脉冲计数信号进行放大驱动，输出两路互补的方波信号，可以利用霍尔感应磁铁磁场强度，并通过工作范围内的不同场强，感应输出高低电平变化，实现非接触式转速测量；

2、本实用新型由于采用非接触式设计，同时整体机械上采用钢套防护，能够达到很高的防护等级，电路工作稳定可靠，能够满足工程机械恶劣的工况要求。

附图说明

图1是本实用新型的整体示意框图；

图2是本实用新型所述的信号连接端口电路模块的电路图；

图3是本实用新型所述的霍尔传感器电路模块的电路图；

图4是本实用新型所述的信号放大电路输出模块的电路图。

具体实施方式

首先说明一下本实用新型的设计初衷，目前的里程表传感器为基于齿轮接触式技术原理，依靠机械齿轮传动进行里程表计数，寿命次数有限，输出信号基于实际物理连接，容易受到振动等工况影响，为了克服上述现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种霍尔式里程表传感器电路，利用霍尔感应磁铁磁场强度，并通过工作范围内的不同场强，拟合成所需的电压信号输出的特性，实现非接触式测量；同时，本实用新型提供的电路包括一路霍尔传感器输出，通过霍尔传感器输出驱动三极管放大电路，从而实现互补输出信号OUT1，OUT2的采集和计数。

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1所示，本实用新型涉及一种霍尔式里程表传感器电路，尤其是一种非接触式磁场霍尔效应感应电路，适用于工程车或乘用特种车辆里程数据读取，其包括以下几大部分:电源VDD、信号连接端口电路模块、霍尔传感器电路模块、信号放大电路输出模块，其中信号放大电路输出模块包括两部分电路，分别为信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块 OUT2，分别输出两种脉冲指示信号，信号连接端口电路模块将电源VDD 接入到霍尔传感器电路模块，并连接信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2的开关脉冲信号输出。

接下来分别对上述电路模块进行说明，由图3所示，霍尔传感器电路模块包括稳压二极管D1、滤波电容C1、滤波电容C2、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6和霍尔传感器芯片U1，其中，限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5并联等效电阻为1.13K欧姆，然后与霍尔传感器芯片U1连接，稳压二极管D1和滤波电容C1分别接入到并联后的限流电阻和霍尔传感器芯片U1之间的电路中，稳压二极管 D1在电路中起到稳定电压的作用，稳压二极管D1和滤波电容C1的另一端均与接地端GND连接，霍尔传感器芯片U1的输出通过滤波电容C2 与接地端GND连接，霍尔传感器电路模块在电源经过限流电阻和稳压二极管D1后，驱动霍尔传感器芯片U1进行磁场感应输出，其中霍尔传感器芯片U1的Vsup端为引脚1，地端为引脚2，OUT端为引脚3。

如图2所示，电源VDD接入信号连接端口电路模块，信号连接端口电路模块包括四脚连接器、双向TVS稳压二极管T1，TVS二极管T1 的一端与接地端GND连接，另一端与四角连接器连接，电源VDD输入经过TVS二极管T1给霍尔传感器供电；TVS二极管T1能够有效滤除车载线缆的耦合或负载变化导致的瞬态高电压和大电流，避免瞬态冲击破坏下级的霍尔芯片；本实施例中，电源VDD的输入电压范围为直流 DC 14V～32V，直流电压经过瞬态抑制TVS二极管T1稳压，然后经过限流电阻R1，限流电阻R2，限流电阻R3，限流电阻R4，限流电阻R5，限流电阻R6，通过稳压二极管D1和滤波电容驱动霍尔传感器芯片U1 电源端口，其中，稳压二极管D1反向击穿电压为20V，能够钳位在20V 供电，滤波电容需要考虑高电压脉冲影响，需要使用耐高压电容，设计使用耐压值为50V，容值为10nF。霍尔传感器芯片U1的输出通过C2 电容接地，能够有效滤除感应的瞬态高压尖峰，滤波电容耐压值100V，容值2.2nF；上述的限流电阻可以防止电源的浪涌大电流，稳压二极管 D1稳定输入电压防止电压脉冲，保护霍尔芯片免受高电压SPIKE的冲击，靠近的电源端口的电容更进一步滤除输入电源的高频噪声。

如图4所示，信号放大电路输出模块OUT1包括放大三极管Q2、上拉驱动电阻R10、三极管负载电阻R9、输出连接电阻R14和输出脉冲信号整形电容C3，上拉驱动电阻R10接入电源VDD，且上拉驱动电阻 R10的另一端与放大三极管Q2连接，放大三极管Q2分别与三极管负载电阻R9和接地端GND连接，三极管负载电阻R9的另一端与输出连接电阻R14连接，输出脉冲信号整形电容C3接入到三极管负载电阻R9 和输出连接电阻R14的电路中，输出脉冲信号整形电容C3的另一端与接地端GND连接，输出连接电阻R14输出脉冲指示信号OUT1，放大三极管对霍尔模块的数字输出进行信号放大增强驱动，放大后的信号驱动负载电阻进行脉冲信号输出，完成里程量测脉冲信号采集和计数；

信号放大电路输出模块OUT2包括放大三极管Q3、放大三极管Q4、上拉驱动电阻R8、三极管负载电阻R7、输出连接电阻R13和输出脉冲信号整形电容C4，放大三极管Q4接入到上拉驱动电阻R10和放大三极管Q2之间的电路中，放大三极管Q4分别与放大三极管Q3和接地端GND 连接，上拉驱动电阻R8接入电源VDD，上拉驱动电阻的另一端接入到放大三极管Q4和放大三极管Q3的电路中，三极管负载电阻R7与输出连接电阻R13连接，输出脉冲信号整形电容C4接入到三极管负载电阻 R7和输出连接电阻R13的电路中，输出连接电阻R13输出脉冲指示信号OUT2，脉冲指示信号OUT2为脉冲指示信号OUT1的反向信号，作为 OUT1信号的校验和补充，在输出信号采集上用作信号正确性判断，两信号极性相反为正常传输，如果受到干扰，两信号极性改变则认为传输脉冲失效。

上述的上拉驱动电阻R10、上拉驱动电阻R8分别为放大三极管Q2 与放大三极管Q4和霍尔传感器芯片U1的输出提供上拉，增强信号的驱动，同时也增强驱动连接到放大三极管Q3的基极；三极管负载电阻 R9和三极管负载电阻R7用于对放大三极管的信号输出信号进行驱动放大，推动OUT1、OUT2的信号输出，输出连接电阻R14和输出连接电阻 R13起到隔离保护输出的作用，增加输出阻抗，输出脉冲信号整形电容 C3和输出脉冲信号整形电容C4，用于对放大三极管输出的信号进行滤波整形。

本实用新型中霍尔传感器电路模块感应变速箱内操纵杆切换位置改变传感器磁铁回路变化产生输出OUT信号，OUT信号经由三极管放大增强驱动能力，输出两路互为反相的脉冲指示信号OUT1，OUT2，OUT1 和OUT2的脉冲个数指示轮轴转动的圈数，进行车辆运动速度的量测，是利用霍尔感应磁铁磁场强度，并通过工作范围内的不同场强，感应输出高低电平变化，从而实现非接触式转速测量。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，包括电源VDD、信号连接端口电路模块、霍尔传感器电路模块、信号放大电路输出模块，所述信号放大电路输出模块包括信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2，所述信号连接端口电路模块将电源VDD接入到所述霍尔传感器电路模块，并连接信号放大电路输出模块OUT1和信号放大电路输出模块OUT2的开关脉冲信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，所述霍尔传感器电路模块包括稳压二极管D1、滤波电容C1、滤波电容C2、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6和霍尔传感器芯片U1，其中，所述限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5并联后与所述霍尔传感器芯片U1连接，所述稳压二极管D1和所述滤波电容C1分别接入到并联后的限流电阻和所述霍尔传感器芯片U1之间的电路中，所述稳压二极管D1和所述滤波电容C1的另一端均与接地端GND连接，所述霍尔传感器芯片U1的输出通过滤波电容C2与接地端GND连接。

3.根据权利要求2所述的一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，所述霍尔传感器电路模块在电源经过限流电阻和所述稳压二极管D1后，驱动所述霍尔传感器芯片U1进行磁场感应输出，所述霍尔传感器芯片U1的Vsup端为引脚1，地端为引脚2，OUT端为引脚3。

4.根据权利要求1所述的一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，所述电源VDD接入所述信号连接端口电路模块，所述信号连接端口电路模块包括四脚连接器、双向TVS稳压二极管T1，所述双向TVS稳压二极管T1的一端与接地端GND连接，一端接入电源VDD并与四脚连接器连接。

5.根据权利要求1所述的一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，所述信号放大电路输出模块包括放大三极管Q2、放大三极管Q3、放大三极管Q4、上拉驱动电阻R8、上拉驱动电阻R10、三极管负载电阻R7、三极管负载电阻R9、输出连接电阻R13、输出连接电阻R14、输出脉冲信号整形电容C3和输出脉冲信号整形电容C4，所述上拉驱动电阻R10接入电源VDD，且所述上拉驱动电阻R10的另一端与所述放大三极管Q2连接，所述放大三极管Q2分别与所述三极管负载电阻R9和接地端GND连接，所述三极管负载电阻R9的另一端与所述输出连接电阻R14连接，所述输出脉冲信号整形电容C3接入到所述三极管负载电阻R9和所述输出连接电阻R14的电路中，所述输出脉冲信号整形电容C3的另一端与接地端GND连接，所述输出连接电阻R14输出脉冲指示信号OUT1。

6.根据权利要求5所述的一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，所述放大三极管Q4接入到所述上拉驱动电阻R10和所述放大三极管Q2之间的电路中，所述放大三极管Q4分别与所述放大三极管Q3和接地端GND连接，所述上拉驱动电阻R8接入电源VDD，所述上拉驱动电阻的另一端接入到所述放大三极管Q4和所述放大三极管Q3的电路中，所述三极管负载电阻R7与所述输出连接电阻R13连接，所述输出脉冲信号整形电容C4接入到所述三极管负载电阻R7和所述输出连接电阻R13的电路中，所述输出连接电阻R13输出脉冲指示信号OUT2。

7.根据权利要求1所述的一种霍尔式里程表传感器电路，其特征在于，所述电源VDD的输入电压范围为直流DC 14V～32V，直流电压经过TVS二极管T1稳压，然后经过限流电阻R1，限流电阻R2，限流电阻R3，限流电阻R4，限流电阻R5，限流电阻R6，通过稳压二极管D1和滤波电容驱动霍尔传感器芯片U1电源端口。