[實用新型]一種具有雙路備份信號的傳感器

有效

• 申請號: 201820449273.8
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN208458756U
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 姜澤明
• 申請（專利權）人: 上海鈞嵌傳感技術有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本實用新型公開了具有雙路備份信號的傳感器，包括磁性編碼器，以及傳感器本體總成，傳感器本體總成采集來自于旋轉磁性編碼器產生的變化磁場，并同步輸出雙路絕對量式信號。本實用新型可以讓傳感器輸出互為備份的兩路絕對量式信號給控制器，大大減少永磁同步電機因傳感器信號故障而無法運行的概率。

技術領域

本實用新型涉及探測技術，具體涉及傳感器技術。

背景技術

電動汽車和混合動力車中大量采用了永磁同步電機，在實際使用中，需要對永磁同步電機進行精確的速度和扭矩控制。

永磁同步電機扭矩表達公式中T∝ψ*i(q)，其中ψ是永磁體磁場強度，是恒定不變的，也就是控制q軸定子電流即可直接控制電機的扭矩。在實際應用當中，需要使用傳感器來確定永磁體磁極位置。特別是在低頻或0速運行，重載啟動等情況下，需要精確扭矩控制時，更加需要位置傳感器將永磁體的磁極位置信息傳輸給控制器。

目前電動汽車和混合動力車中的永磁同步電機常用的傳感器有磁性傳感器和旋轉變壓器傳感器等。

磁性傳感器經常也被稱為磁電式編碼器，其原理是采用磁阻或者霍爾元件對變化的磁性材料的角度或者位移值進行測量。磁性材料角度或者位移的變化會引起一定電阻或者電壓的變化，再經過電路的信號處理即可輸出信號。

旋轉變壓器傳感器的定子和轉子之間的磁通分布符合正弦規律，因此當激磁電壓加到定子繞組上時，通過電磁耦合，轉子繞組產生感應電動勢。其輸出電壓的大小取決于轉子的角向位置，即隨著轉子偏移的角度呈正弦變化。感應電壓的相位角等于轉子的機械轉角。因此只要檢測出轉子輸出電壓的相位角，就知道了轉子的轉角。

這類的傳感器在實際的應用過程中存在許多的缺點，如：

1.現有的磁性傳感器和旋轉變壓器傳感器，一旦傳感器發生損壞，采用永磁同步電機的電動車和混合動力車就無法繼續行使。

2.傳統的磁性傳感器本身精度差。

3.旋轉變壓器傳感器由于自身工作原理的限制。

實用新型內容

針對現有永磁同步電機用傳感器所存在的問題，需要一種新的高可靠性的傳感器方案。

為此，本實用新型所要解決的問題是提供一種具有雙路備份信號的傳感器，以克服現有技術所存在的缺陷。

為了解決上述問題，本實用新型提供的具有雙路備份信號的傳感器，其包括磁性編碼器，以及傳感器本體總成，所述傳感器本體總成采集來自于旋轉磁性編碼器產生的變化磁場，并同步輸出雙路絕對量式信號。

優選的，所述傳感器本體總成通過兩路感應采集單元同步感應旋轉磁性編碼器產生的變化磁場，形成兩組對應的電壓信號，并基于兩組電壓信號計算輸出兩組絕對量式信號。

優選的，所述傳感器本體總成包括兩組磁感應單元以及電路板，每組磁感應單元包括若干顆磁感應芯片，兩組磁感應單元中的若干顆磁感應芯片分別沿圓周方向安置在電路板上，且兩組磁感應芯片之間呈同心圓分布，兩組沿圓周方向分布的磁感應芯片內側形成圓形感應區域，該圓形感應區域與磁性編碼器配合，可容環形磁性編碼器非接觸的、可轉動的安置在其內；所述電路板內具有兩組信號處理電路，分別連接兩組磁感應單元中的若干顆磁感應芯片。

優選的，兩組磁感應單元中的若干顆磁感應芯片之間依次相間的沿同一圓周方向分布。

優選的，每組磁感應單元中包括1到36顆磁感應芯片。

優選的，所述磁性編碼器通過充磁實現周期內的磁場呈正弦分布。

優選的，所述磁性編碼器可以在一周360度內充磁多對磁極。

優選的，所述磁性編碼器隨目標物體旋轉的同時，輸出周期變化的連續磁場。