[實用新型]基于儀表放大器的磁導航傳感器

有效

• 申請號: 201821001002.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN208937055U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 周牡丹;王犖晏;林勝袁;戴梁亮;朱景濤;顏雅雯
• 申請（專利權）人: 廈門大學嘉庚學院
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;H03F1/42;H03F1/02;H03F1/30;H03F1/26;H03F1/32
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;丘鴻超

本實用新型提出一種基于儀表放大器的磁導航傳感器，其特征在于：其傳送裝置由相連接的霍爾傳感器和儀表放大器組成；所述霍爾傳感器將磁路徑的磁場轉化為電壓信號，并傳輸至儀表放大器；所述儀表放大器將電壓信號放大后傳輸至信號處理裝置。本實用新型技術方案的核心在于：采用儀表放大器來作為磁導航傳感器的運算放大器。本實用新型，可以簡單方便的搭建電路，減少電路的差錯率。在高增益條件下也可提供較寬的帶寬。工作電壓范圍遠大于通用型放大器。噪聲性能良好。

技術領域

本實用新型屬于磁導航傳感器領域，尤其涉及一種基于儀表放大器的磁導航傳感器。

背景技術

AGV磁導航傳感器，是指一種能夠識別已經鋪好的磁路徑的位置并引導磁導航小車沿著路徑前進的傳感器。在現有的常規設計中，其傳送裝置大致構造如下：一般由霍爾傳感器和放大器組成。其中霍爾傳感器把磁路徑的磁場轉化為微弱電壓，放大器把微弱的電壓放大，最后傳送給處理設備進行處理。

其中，放大器是決定磁導航傳感器精度性能的關鍵，衡量其品質的主要參考依據主要有輸入阻抗、輸出阻抗、共模抑制比、輸入偏置電流、失調電壓對溫度漂移的影響等。

現有技術中最為常用的方案是采用通用放大器對霍爾元件輸出的電壓進行放大，通用型放大器由輸入級、中間電壓放大級和輸出級組成。輸入級采用差分放大電路，利用差分電路的對稱性來減小溫度漂移對放大器的影響；中間電壓放大級一般采用有源負載的共發射級放大電路組成以提高電壓增益；輸出級一般采用甲乙類補對稱放大電路，用于提高集成運算放大器的負載能力并減小大信號工作下的非線性失真。該技術方案是通過外接差分電路，來減小通用放大器本身結構所限制的溫漂對其的影響，從而提高整個電路的共模抑制比；放大器無節能處理，功耗大；難以達到足夠高的輸入阻抗，同時輸出阻抗小。

實用新型內容

現有技術方案存在三處主要的技術缺陷。第一、通用型放大器采用外接差分電路，分立元件使用量大，元件的故障率大，體積大，寄生效應問題多；第二、通用型放大器內部構造較為簡單，沒有相應的低功耗設計，所需的電源電源損耗大；第三、通用型放大器由于其制作成本較為低廉，類似輸入阻抗、輸出阻抗以及輸入偏執電流等芯片參數不夠精良，必須使用市面上很難找到的10M及以上的大電阻搭建差分電路，且10M電阻帶來過大的反饋電阻非常容易造成運放不穩定。

針對現有技術存在的不足和空白，本實用新型采用以下技術方案：

一種基于儀表放大器的磁導航傳感器，其特征在于：其傳送裝置由相連接的霍爾傳感器和儀表放大器組成；所述霍爾傳感器將磁路徑的磁場轉化為電壓信號，并傳輸至儀表放大器；所述儀表放大器將電壓信號放大后傳輸至信號處理裝置。

優選地，所述霍爾傳感器為HW108A霍爾元件；所述儀表放大器為ina128儀表放大器。

優選地，所述ina128儀表放大器的正輸入端連接HW108A霍爾元件的輸出端，負輸入端接地，引腳1和8之間連接10kΩ電阻R1，基準電壓引腳接地，采用單電源供電；所述HW108A霍爾元件的VCC端接1μF濾波電容C1。

優選地，為所述ina128儀表放大器供電的電源穩壓電路采用電源穩壓芯片TPS7350；所述電源穩壓芯片TPS7350的使能引腳與共地引腳連接后接地，輸入引腳連接并聯的0.1μF高頻濾波電容C4和10μF低頻濾波電容C2后接入輸入的電源電壓，輸出引腳連接并聯的10μF低頻濾波電容C3和0.1μF高頻濾波電容C5后作為輸出端口；所述輸入的電源電壓不超過10V。

本實用新型技術方案的核心在于：采用儀表放大器來作為磁導航傳感器的運算放大器。