[發明專利]一種用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的裝置及方法

在審

• 申請號: 201410457748.4
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104215224A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 王子舟;王宇俊
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01P15/105
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于電動車技術領域，尤其涉及一種用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的裝置及方法。

背景技術

普通電動自行車調速原理：電動自行車調速轉把里有一個感應磁力線大小的線性霍爾，三根線分別連在霍爾的三個腳上，一般是紅、黑、綠三種顏色，分別為正極、負極、信號。

轉把里還有一塊磁鐵，轉把轉動磁鐵也跟著轉動，霍爾感應到磁力信號就給控制器發出信號，從而控制電機轉速。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的裝置及方法，旨在解決檢測運動物體產生的加速度大小以及測量物體相對于水平地面傾斜程度的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的方法，該用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的方法包括以下步驟：

步驟一，輸入磁力密度的值給線性霍爾傳感器；

步驟二，線性霍爾傳感器處理磁力密度；

步驟三，輸出相應電壓模擬信號；

本發明的另一目的在于提供一種用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的裝置，該用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度裝置包括：電動車車把、弧形磁鐵、線性霍爾傳感器、配重；

在電動車車把可動環件下部設置配重，外環的內部嵌入線性霍爾傳感器，內環的外圓表面嵌入弧形磁鐵，使用時，將外環固定在電動自行車龍頭，內環在外環的內部旋轉。

進一步，隨著物體的加速度和相對于水平地面的傾角發生變化時，內環配重會始終趨于鉛垂向下。

本發明提供的用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的裝置及方法，能夠測量出物體的加速度和物體相對于水平面的傾斜角度。當物體受到作用力產生加速度或者物體相對于水平地面有傾斜角度時，由于慣性的作用，會使內環添加的配重與線性霍爾傳感器產生相對運動，將外環固定在電動自行車龍頭，內環可在外環的內部旋轉。由于基于坡度和加速度，坡度越大或者加速度變大，電動自行車智能助力裝置的輸出信號越大，和轉把擰大角度的輸出信號相當，所以說，電動自行車智能助力裝置的電動助力的大小因坡度和加速度而變。本發明的結構簡單，操作方便，較好地解決了檢測運動物體產生的加速度大小以及測量物體相對于水平地面傾斜程度的問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的方法流程圖；

圖2是本發明實施例提供的用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的裝置結構示意圖。

圖中：1、電動車車把；2、弧形磁鐵；3、線性霍爾傳感器；4、配重。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。

如圖1所示，本發明實施例的用線性霍爾傳感器檢測傾角和加速度的包括以下步驟：

S101：輸入磁力密度的值給線性霍爾傳感器；

S102：線性霍爾傳感器處理磁力密度；

S103：輸出相應電壓模擬信號；

在步驟S101中，隨著物體的加速度和相對于水平地面的傾角發生變化時，本結構的內環配重會始終趨于鉛垂向下，從而導致內環發生轉動，這相當于轉動電動車轉把，從而導致輸入給線性霍爾傳感器的磁力密度發生變化。

本發明的實施例具體步驟：

步驟一，輸入磁力密度的值給線性霍爾傳感器；

線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出電壓模擬量；其輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系。在B1～B2的磁感應強度范圍內有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。

所以，當本裝置內環和外環沒有相對轉動時，弧形磁鐵對于線性霍爾元件產生的磁力密度值就是一個定值；當本裝置的內環和外環發生相對轉動時，弧形磁鐵就和線性霍爾傳感器發生了相對位移，這將導致輸入給線性霍爾傳感器的磁力密度的值發生變化。總之，弧形磁鐵會輸入磁力密度的值給線性霍爾傳感器。

步驟二，線性霍爾傳感器處理磁力密度；

當線性霍爾傳感器接收到磁力密度的值后，通過線性霍爾傳感器里面所包含的線性放大器和射極跟隨器這些組成電路的作用后，會處理其接收到的磁力密度值。不同的磁力密度值經過處理后，會得到不同的電壓模擬信號。

步驟三，輸出相應電壓模擬信號；