[發(fā)明專(zhuān)利]基于干簧管和霍爾技術(shù)的長(zhǎng)度角度傳感器及測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010874205.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111928772A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀輝;張啟亮;姜麗萍;郭輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇徐工信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/30
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/30
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專(zhuān)利事務(wù)所 32220
• 代理人: 陳帥

1.一種基于干簧管和霍爾技術(shù)的長(zhǎng)度角度傳感器；其特征在于：包括轉(zhuǎn)軸、干簧管模塊、霍爾模塊、磁芯（3）、旋轉(zhuǎn)磁鐵（2）和水平傾角傳感器；所述的干簧管模塊包括若干個(gè)按圓周均勻防止的干簧管（1），所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵（2）放置在與干簧管（1）同心同半徑的圓周上；所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵（2）放置在長(zhǎng)度角度傳感器轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

所述的霍爾模塊包括霍爾芯片（4），所述的霍爾芯片（4）設(shè)置在轉(zhuǎn)軸側(cè)面，所述的磁芯（3）固定在長(zhǎng)度角度傳感器的轉(zhuǎn)軸的軸心，隨軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于干簧管和霍爾技術(shù)的長(zhǎng)度角度傳感器，其特征在于：所述的干簧管（1）采用常閉型，額定靈敏度為20，旋轉(zhuǎn)磁鐵（2）采用SmCo材料，轉(zhuǎn)軸半徑為10mm，旋轉(zhuǎn)磁鐵固定在轉(zhuǎn)軸邊緣，干簧管按圓周均勻布置在轉(zhuǎn)軸外圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于干簧管和霍爾技術(shù)的長(zhǎng)度角度傳感器，其特征在于：所述的霍爾芯片（4）采用雙軸或三軸霍爾芯片，磁芯（3）采用SmCo材料。

4.一種基于干簧管和霍爾技術(shù)的長(zhǎng)度角度傳感器的測(cè)量方法，包括轉(zhuǎn)軸、干簧管（1）、霍爾芯片（4）、磁芯（3）、旋轉(zhuǎn)磁鐵（2）和水平傾角傳感器，其特征在于：包括以下步驟：

S1：給若干個(gè)干簧管（1）按順序編號(hào)，將干簧管（1）以開(kāi)關(guān)量的方式接入MCU引腳，旋轉(zhuǎn)磁鐵（2）隨轉(zhuǎn)軸順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，干簧管（1）分別按順序被激發(fā)為高電平，從而判斷被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；根據(jù)干簧管高電平循環(huán)次數(shù)得出轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，根據(jù)被測(cè)轉(zhuǎn)軸的半徑和圈數(shù)即可測(cè)出長(zhǎng)度；

S2：在長(zhǎng)度角度傳感器的轉(zhuǎn)軸軸心處放置磁芯（3），將霍爾芯片（4）以模擬量接入MCU引腳，將霍爾芯片（4）放置在轉(zhuǎn)軸一側(cè)，磁芯（3）隨轉(zhuǎn)軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾芯片（4）感應(yīng)磁場(chǎng)變化輸出相應(yīng)的電位變化，MCU根據(jù)霍爾芯片（4）的電位變化和信號(hào)循環(huán)次數(shù)判斷轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，根據(jù)被測(cè)轉(zhuǎn)軸的半徑和圈數(shù)即可測(cè)出長(zhǎng)度；

S3：將S1和S2中測(cè)得的長(zhǎng)度取平均值，用于提高測(cè)量精度；

S4：水平傾角傳感器用于測(cè)量被測(cè)物的角度變化。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于干簧管和霍爾技術(shù)的長(zhǎng)度角度傳感器的測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟S3中，若步驟S1或S2中取得的數(shù)據(jù)為0時(shí)，系統(tǒng)判斷該模塊出現(xiàn)故障，將不再對(duì)數(shù)據(jù)取平均，以另一模塊的數(shù)據(jù)為輸出值，同時(shí)對(duì)故障模塊報(bào)警。