[發明專利]一種霍爾壓力變送器

無效

• 申請號: 201210421787.X
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103792030A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 蔡明
• 申請（專利權）人: 蔡明
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G01L9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種霍爾壓力變送器，其特征在于，包括：

壓力測量傳感器，所述壓力測量傳感器包括彈簧管、杠桿-齒輪系統、角位移霍爾傳感器組成；所述彈簧管輸入壓力變化時，所述彈簧管由于自身機械形變而使自由端產生位移，由于所述彈簧管的自由端與杠桿-齒輪系統連接，所述杠桿-齒輪系統將該位移放大；所述杠桿-齒輪系統與所述角位移霍爾傳感器中的霍爾探頭連接，當彈簧管輸入壓力變化時，所述霍爾探頭與所述杠桿系統同步移動一定的角度，從而使所述角位移霍爾傳感器輸出一定的霍爾電壓信號；

變送器，所述變送器包括主電路、反饋輸出電路組成，所述主電路，用于接收所述角位移霍爾傳感器發送的霍爾電壓信號，并對該信號進行采樣與信息處理，以實現壓力數據的測量；所述反饋輸出電路用于將所述主電路采樣處理后的壓力數據傳輸至上位機。

2.根據權利要求1所述的壓力變送器，其特征在于，所述角位移霍爾傳感器包括：

磁鋼構件，所述磁鋼構件由四部分組成：封裝成同心放置的兩個圓弧狀條形永久磁鋼，兩個分別安裝于上述磁鋼端點處的“U”形導磁鋼片，磁屏蔽層，加固與保護層；所述磁鋼構件用于產生可進行角位移測量的磁場；

霍爾探頭，所述霍爾探頭包括探頭護層、霍爾元件及其附屬電路、霍爾電路板組成，所述霍爾探頭設置在所述磁鋼構件內外兩個圓弧狀條形永久磁鋼所在圓的、半徑之和二分之一的位置，用于將所述霍爾元件輸出的所述模擬電壓信號發送給所述主電路；

根據權利要求1所述的壓力變送器，其特征在于，將所述主電路輸出的測量數據以總線的方式發送給所述上位機，包括：將所述測量數據以4-20mA,0-20mA或者HART總線等方式，通過有線傳輸電路或無線傳輸電路發送給上位機。

3.根據權利要求1、2所述的壓力變送器，其特征在于，所述磁鋼構件中，將2條根據設計需求，特殊材料和特定尺寸的永久磁鋼，加工制作成2條具有同一圓心不同半徑的圓弧狀條形結構，均有180度的圓弧弧度，且均沿圓弧方向充磁；在同一平面上，2條圓弧狀條形磁鋼同心放置，并將一條磁鋼的N極與另一條磁鋼的S極內外相對放置，間隔一定距離；在所述圓弧狀條形磁鋼的兩個端點處，各用一片高導磁率的“U”形導磁鋼片將內外2條圓弧狀條形磁鋼相連接，在2條磁鋼之間形成一特殊結構的永久磁場；在所述磁鋼結構體的外側是磁屏蔽層；整個磁鋼構件被封裝成帶有180度或360度圓弧弧度圓環狀溝槽的圓盤體形狀。

4.根據權利要求1、2所述的壓力變送器，其特征在于，所述霍爾探頭：???

設置為一端密封的中空金屬結構體，其外部圓滑呈圓柱狀，頂部密封呈半球狀，且內部中空，內部側壁帶有固定溝槽，用于固定所述霍爾電路板，所述霍爾探頭的底部可帶有橡膠密封圈和連接法蘭，可通過螺栓與所述杠桿相連接固定。

5.根據權利要求1所述的壓力變送器，其特征在于，還可以包括附屬電路：

?所述附屬電路包括按鍵與顯示電路等電路，所述按鍵與液晶顯示電路通過接口與所述主電路連接，用于設定、修改軟件的參數，或者用于調取內部數據等信息進行顯示等。

6.根據權利要求1、2所述的壓力變送器，其特征在于，所述角位移霍爾傳感器的角位移輸入量與輸出信號幅值之間的關系，即在一定的角度或弧度范圍內，其輸入輸出關系為近乎線性的函數關系，可實現對角位移的連續、線性測量和輸出；包括霍爾元件輸出的模擬電壓幅值與對應的角位移圓弧弧長或角位移角度之間的線性計算方法及其具體計算公式。

7.?根據權利要求1、2、4、7所述的壓力變送器，其特征在于，所述壓力測量裝置的壓力輸入值與輸出信號幅值之間的關系，包括線性特征、線性計算方法及其具體計算公式，具有通用性，不僅僅適用于本發明中所描述的壓力變送器中的磁鋼結構，也同樣適用于另外一種磁鋼結構，即在同一平面上平行放置的2條具有相同幾何形狀、尺寸和用相同方式充磁的磁鋼，該2條磁鋼的N、S極相對放置、2條磁鋼對稱排列，彼此間隔一定的距離；譬如2條具有完全相同的幾何形狀和尺寸的垂直放置的長方體磁鋼，利用相同的方式充磁，具有相同的磁場分布和磁場特征，且2條磁鋼左右對稱、平行放置于通一平面之上，兩者之間間隔一定距離，其中一條磁鋼的N極與另一條磁鋼的S極相對應放置。

8.根據權利要求1、2所述的壓力變送器，其特征在于，所述角位移霍爾傳感器中的霍爾元件選擇和軟、硬件電路設計，可以使測量裝置在低功耗、超低功耗狀態下運行。

9.根據權利要求1、2所述的壓力變送器，其特征在于，所述壓力測量傳感器，其中的壓力測量彈性元件不僅僅局限于單圈彈簧管，可以是多圈彈簧管；同時，彈性元件也不僅僅局限于單圈或多圈彈簧管，可以是其他的可以進行力測量的彈性元件，譬如波紋管等；相應的，當采用直行程形變的彈性元件作為力測量元件時，所述的霍爾傳感器也不僅僅局限于角行程霍爾位移傳感器，可以使用直行程霍爾位移傳感器。