[实用新型]一种霍尔效应齿轮齿转速传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及霍尔传感器技术领域，尤其涉及一种霍尔效应齿轮齿转速传感器。

背景技术

在控制系统、电机驱动、电机转速测量和包含有转动部分的工业系统中，转速测量是十分重要的。为了测量转速，通常使用两种技术：光学测量和磁场测量。由于霍尔效应传感器具有低成本、较宽的工作温度范围和较大的速度测量范围等优点，被广泛的应用在齿轮齿的转速测量中。

使用新型霍尔效应齿轮齿转速传感器(以下简称新型转速传感器)测量的结果，与使用其它三种现在市场上产自Honeywell公司、Cherry Americas公司和Littelfuse公司的类似传感器测量的结果相比，具有以下特点：

具有很好的一致性；

感应间距更大。相对其它三种传感器而言，新型转速传感器可以在更大的感应间距范围内工作；

更大的电机转速测量范围。如果其他三种传感器的感应间距增大，而其能够测量的最大转速通常为大约10000 RPM，新型转速传感器在较大的感应间距范围内，可以测量的最大转速为14000 RPM；

而且，我们正在继续的研发证明，在较小的感应间隔时，新型转速传感器可以测量高达 100000 RPM的电机转速–这也是目前在该类传感器报道中未曾见过的；

更加节能。其它三种传感器需直流5V供电，而新型转速传感器使用3.3V直流供电；

安装更加方便。新型转速传感器可以直接接入直流3.3V，不需要在输出和电源之间接入上拉电阻。而其它三种传感器，则需要在直流5V和输出之间接入一个1kΩ的上拉电阻。

目前的霍尔效应传感器应用中的以下几个问题：

(1)感应间距较小。

(2)转速测量范围较小。

(3)节能还不够理想。

(4)安装方便性不够。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种霍尔效应齿轮齿转速传感器，增大了感应间距，增大了转速测量范围，更加节能，安装更加方便。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种霍尔效应齿轮齿转速传感器，包括霍尔芯片和两个磁源，两个磁源分别设在所述霍尔芯片的两边；所述霍尔芯片由3.3V电源供电，输出端连接信号处理电路，所述信号处理电路输出低电平为0、高电平为3.3V的脉冲信号。

所述霍尔芯片采用P2A。

所述霍尔芯片P2A的1引脚接电容C1后接模拟地，同时接3.3V电源，2和4引脚都接所述信号处理电路的输入端，3引脚接电阻R1后接模拟地。

所述信号处理电路包括依次串联的第一级放大电路、第二级放大电路及比较器电路。

所述第一级放大电路和第二级放大电路的增益为88dB。

所述第一级放大电路采用运放OP284FS。

所述第二级放大电路采用运放AD623。

所述比较器电路采用比较器LMC7221。

两个磁源的上表面极性相反。

两个磁源为柱状或片状磁铁。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用新的结构设计和电路设计，具有以下优点：

(1)在相同的转速情况下，本实用新型可适用于更大的感应间距；

(2)在相同的感应间距下，该新型可以测量更大的转速范围；

(3)使用3.3V直流(而不是5V)，更加节能；

(4)不需要在直流电源和输出之间接入一个上拉电阻，安装更加方便。

附图说明

图1为本实用新型的位置结构图；

图2(a)为霍尔芯片的电路连接图，图2(b)为霍尔芯片的电路板图；

图3为信号处理电路的电路框图；

图4(a)为齿轮1,图4(b)为齿轮2,图4(c)为齿轮3；

图5为测量系统的示意图；

图6为“直流电机转速控制”模块示意图；

图7为电机转速控制和测量的软件结构；

图8为电机测量数据处理流程图；

图9为使用电机1和齿轮1，感应间距为2mm，在调节占空比分别为20％、40％、50％、 60％、80％和100％的情况下，使用表1中四种传感器测量的电机的转速；

图10为使用电机1和齿轮1，在调节占空比分别为20％、40％、50％、60％、80％和100％的情况下，设定感应间距分别为1mm到9mm(间隔为1mm)，使用KoSM测量的电机的转速；