[實(shí)用新型]組合型磁傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920222350.7
• 申請(qǐng)日: 2009-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN201489101U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉清彬;李斌;張春雨;蔡蕾;王琪;蔡勝昔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 交通部公路科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01R33/06
• 分類號(hào): G01R33/06;G01R33/09
• 代理公司: 北京萬科園知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;杜澄心

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于公路交通輔助設(shè)施領(lǐng)域，尤其是屬于用于實(shí)時(shí)感知道路磁性標(biāo)識(shí)信息的公路磁誘導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前在該領(lǐng)域使用較為普遍的磁傳感器從原理上來劃分主要有兩種，一種是電磁感應(yīng)方式，即使用具有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率的合金材料，做成骨架，再使用高強(qiáng)度漆包線在骨架上繞制成鐵芯線圈，這樣的裝置在變化的磁場(chǎng)中就可以感生出電動(dòng)勢(shì)，對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行采集和處理，就可以利用到磁誘導(dǎo)系統(tǒng)中。這種結(jié)構(gòu)的磁信號(hào)傳感器優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是體積較大，只能在車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)使用，車輛靜止時(shí)傳感器無法使用。

另一種是芯片器件方式，這類主要有兩種，霍爾效應(yīng)原理的和磁阻原理的，它們采用的器件不同，性能特點(diǎn)也不同。由于霍爾效應(yīng)的器件輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍小，所以在磁誘導(dǎo)領(lǐng)域應(yīng)用較少。而基于磁阻原理的磁傳感器，具有靈敏度高、測(cè)量精度高、靜止?fàn)顟B(tài)亦可測(cè)得磁信號(hào)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是在磁信號(hào)過強(qiáng)時(shí)，輸出會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種組合型磁傳感器，以充分利用電磁感應(yīng)式和磁阻式磁傳感器的各自優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的不足。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下：

在由高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率的合金材料做成的骨架上，繞制漆包線形成的鐵芯線圈上方固定安裝磁阻器件，所述的鐵芯線圈和磁阻器件的輸出端與各自的放大、濾波電路連接，所述的兩個(gè)放大、濾波電路輸出端分別是磁阻輸出的毫伏級(jí)信號(hào)端和磁感應(yīng)輸出的毫伏級(jí)信號(hào)端。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、能夠充分利用電磁感應(yīng)式和磁阻式磁傳感器的各自優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的不足，即將兩種原理的磁傳感器模塊設(shè)計(jì)集成為一體。當(dāng)測(cè)量空間某一點(diǎn)磁信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，一般情況下可以有兩組輸出信號(hào)；而當(dāng)車輛靜止時(shí)，可以由磁阻模塊輸出；而在因磁源較近磁場(chǎng)較強(qiáng)而產(chǎn)生磁阻輸出飽和現(xiàn)象時(shí)，可以由電磁感應(yīng)模塊輸出信號(hào)；2、利用鐵芯的聚磁作用，可以有效提高磁阻模塊的接收靈敏度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及電路原理框圖。

圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見圖1，在結(jié)構(gòu)布置上，將磁阻器件安裝在鐵芯上方，利用鐵芯的聚磁作用，可以有效提高磁阻模塊的接收靈敏度，從而有效解決磁傳感器在智能公路磁誘導(dǎo)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中存在的問題。

圖2給出了本實(shí)用新型的一個(gè)具體的電路原理圖。當(dāng)傳感器接通正12伏工作電源后，傳感器即進(jìn)入工作狀態(tài)，在傳感器進(jìn)入磁場(chǎng)感應(yīng)測(cè)試區(qū)間時(shí)，磁阻芯片1021S的1、4輸出端就會(huì)有毫伏級(jí)的差動(dòng)電壓輸出，該電壓經(jīng)電阻R1-1、R1-2的限流保護(hù)和C1-1電容的濾波耦合，輸入給放大芯片AD623-1，AD623-1經(jīng)K＝1+100/R(K)倍數(shù)的差動(dòng)放大，從端口6輸出，即SO磁阻輸出的毫伏級(jí)信號(hào)；若傳感器在以動(dòng)態(tài)方式在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，與磁阻芯片輸出的同時(shí)，線圈L也會(huì)感應(yīng)有磁感應(yīng)電壓產(chǎn)生，該電壓隨傳感器在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度的快慢變化而有大小的變化，該感生電壓經(jīng)過R2-1、R2-2的限流保護(hù)和C2-1電容的濾波耦合，輸入給放大芯片AD623-2，經(jīng)K＝1+100/R(K)倍數(shù)的差動(dòng)放大，從端口6輸出，即LO磁感應(yīng)輸出的毫伏級(jí)信號(hào)。

這樣在同樣物理環(huán)境下，組合式磁傳感器會(huì)有兩路信號(hào)輸出，實(shí)際使用中可以互為參考使用；在特殊條件下，如磁場(chǎng)強(qiáng)度過大，磁阻信號(hào)的SO輸出會(huì)出現(xiàn)飽和失真的情況，這時(shí)就可利用感生線圈信號(hào)的LO輸出進(jìn)行磁信號(hào)的不間斷測(cè)量；當(dāng)磁傳感器移動(dòng)速度過慢時(shí)，感生線圈信號(hào)的輸出就會(huì)很小，這時(shí)就可利用磁阻信號(hào)的SO輸出進(jìn)行磁信號(hào)的不間斷測(cè)量。這樣在特殊條件下，可以利用兩種信號(hào)特性的互補(bǔ)，來進(jìn)行磁場(chǎng)信號(hào)的不間斷測(cè)量。從而有效的解決了智能公路磁誘導(dǎo)技術(shù)在使用中的實(shí)際問題。