一种汽车方向盘转角传感器，包括设置在传感器壳体内与方向盘转向管柱固定连接的主动齿轮，主动齿轮与位于其两侧的两个从动齿轮相互啮合；从动齿轮上各固定有两个半圆形电阻片，且半圆形电阻片与其圆心之间设置有转角检测滑片；从动齿轮中的任意一个上还固定有圆形电阻片，且圆形电阻片与其圆心之间设置有转向检测滑片；传感器壳体内还包括电源，用于组成桥式电路的固定电阻，以及用于组成分压电路的分压电阻；桥式电路与转向检测变阻器分别外接放大电路，并经过A/D转换电路连接处理器，通过处理器对方向盘的旋转方向及旋转角度进行输出。本实用新型专利技术结构简单，所需元器件少，能够准确测量出方向盘旋转角度及旋转方向。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种汽车传感器，具体涉及一种汽车方向盘转角传感器。
技术介绍
汽车方向盘转角传感器是现代汽车稳定性控制系统中的一个重要组成部分，它通过计算方向盘转角和转角的变化率，从而为ESP或者ESP系统提供动作依据。目前通用的方向盘转角传感器采用三个齿轮的机械机构来测量转角和转过的圈数。其中大齿轮随方向盘管柱一起转动，两个小齿轮与传感器外壳一起固定在车身上，不随方向盘的转动而转动。两个小齿轮上分别设置两个转角传感器，两个转角传感器的读取范围在0-360度之间，通用的方向盘转角算法是依据齿轮的参数关系构建二元不定方程，以计算出两个齿轮的转动角度，然后根据啮合原理从而确定方向盘转角。此方向盘转角传感器包含元器件较多，同时方向盘转角算法复杂度也较高，并且该传感器中转角传感器大多采用霍尔式传感器，而霍尔式传感器的信号易受车上电磁信号的干扰，使得测量精度降低。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种不仅能够准确测量出方向盘旋转角度，同时能够测出方向盘的旋转方向，结构简单，测量精度高，不受电磁干扰的汽车方向盘转角传感器。与现有技术相比，本技术采用的技术方案为:包括设置在传感器壳体内，与方向盘下方转向管柱固定连接的主动齿轮，主动齿轮与位于其两侧的两个从动齿轮相互啮合；所述的两个从动齿轮上各固定有两个半圆形电阻片，且半圆形电阻片与其圆心之间设置有转角检测滑片，半圆形电阻片与转角检测滑片组成转角检测变阻器；所述的从动齿轮中任意一个上还固定有圆形电阻片，且圆形电阻片与其圆心之间设置有转向检测滑片，圆形电阻片与转向检测滑片组成转向检测变阻器；所述的传感器壳体内还包括电源，用于与两个转角检测变阻器组成桥式电路的固定电阻，以及用于与转向检测变阻器组成分压电路的分压电阻；所述的桥式电路与转向检测变阻器分别外接放大电路，并经过A/D转换电路连接处理器，通过处理器对方向盘的旋转方向及旋转角度进行输出。所述的两个从动齿轮大小相等，主动齿轮的半径小于两个从动齿轮。所述的桥式电路外并联有稳压二极管。所述的放大电路包括INA128型放大器芯片以及连接在其RG端之间的调节电阻。所述的半圆形电阻片与圆形电阻片采用粘接的方式固定在从动齿轮上。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果:驾驶员旋转方向盘时，带动与方向盘下方转向管柱固定连接的主动齿轮转动，主动齿轮带动位于其两侧的两个从动齿轮转动，两个从动齿轮上各固定有两个半圆形电阻片，进而使得转角检测滑片在半圆形电阻片上的接触点位置发生改变，因此造成转角检测变阻器的阻值变化，采用半圆形电阻片是因为方向盘顺时针旋转到极限位置时，从动齿轮只旋转半圈，同理方向盘逆时针旋转到极限位置时，从动齿轮也只旋转半圈。同时从动齿轮中任意一个上还固定有圆形电阻片，转向检测滑片在圆形电阻片上的接触点位置发生改变，造成转向检测变阻器的阻值变化。传感器壳体内还包括电源，用于与两个转角检测变阻器组成桥式电路的固定电阻，以及用于与转向检测变阻器组成分压电路的分压电阻，转角检测变阻器与转向检测变阻器的阻值变化会引起电压变化，变化信号经过放大电路以及A/D转换电路连接处理器，最终转换成方向盘的旋转方向及旋转角度通过处理器进行输出。本技术通过两个转角检测变阻器组成桥式电路检测转角变化情况，能够将主动齿轮微小的变化放大两倍后输出，提高了方向盘转角检测的精度，并且桥式电路抗温漂的特性也提高了方向盘转角检测过程中抗干扰的能力。本技术结构简单，所需元器件少，不仅能够准确测量出方向盘旋转角度，同时能够测出方向盘的旋转方向，不受电磁干扰。进一步的，本技术两个从动齿轮大小相等，主动齿轮的半径小于两个从动齿轮，由于驾驶员在驾驶过程中方向盘的转动幅度时常较大，这样保证主动齿轮在大幅度旋转时，从动齿轮上电阻片与滑片位置移动平稳，阻值变化不会发生突变，保证装置正常运行，延长装置的使用寿命。进一步的，本技术桥式电路外并联有稳压二极管，通过稳压二极管使得桥式电路工作电压平稳，并对两个转角检测变阻器施加保护。进一步的，本技术放大电路包括INA128型放大芯片以及连接在其RG端之间的电阻，通过调节RG端之间的电阻大小，能够容易地改变放大倍数。【附图说明】图1本技术的安装示意图；图2本技术的电路结构示意图；图3本技术的齿轮结构示意图；附图中:1_方向盘；2_转向管柱；3_主动齿轮；4_从动齿轮；5_半圆形电阻片；6-转角检测滑片；7_圆形电阻片；8_转向检测滑片；9_电源；10-放大电路；11_A/D转换电路；12_处理器；13-稳压二极管；14-传感器壳体；、-分压电阻；Rg_调节电阻。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。如图1所示，方向盘I下方的转向管柱2通过花键固定连接本技术传感器壳体14内的主动齿轮3。如图3所示，主动齿轮3与位于其两侧的两个从动齿轮4相互啮合，两个从动齿轮4与传感器壳体14固定连接，且每个主动齿轮3以齿轮圆心O为中心r为半径的圆上，固定粘接两个半圆形的电阻片5，长度为r的转角检测滑片6 —端位于圆心处，半圆形的电阻片5与转角检测滑片6构成转角检测变阻器；主动齿轮3顺时针旋转的过程中，第一从动齿轮A逆时针旋转且第一从动齿轮A上半圆形的电阻片与转角检测滑片构成滑动电阻Rltl,第二从动齿轮B逆时针旋转且第二从动齿轮B上半圆形的电阻片与转角检测滑片构成滑动电阻R3tl;主动齿轮3逆时针旋转的过程中，第一从动齿轮A顺时针旋转且第一从动齿轮A上另一个半圆形的电阻片与转角检测滑片构成滑动电阻Rn，第二从动齿轮B顺时针旋转且第二从动齿轮B上另一个半圆形的电阻片与转角检测滑片构成滑动电阻R31;任意时刻两个从动齿轮4上半圆形的电阻片与转角检测滑片构成滑动电阻的电阻值是相等的。在第一从动齿轮A上以齿轮圆心O为中心2r为半径的圆上，固定粘接一个圆形电阻片7，且长度为2r的转向检测滑片8 一端位于圆心处，圆形电阻片7与转向检测滑片8构成滑动电阻R0。如图2所示，当方向盘顺时针旋转时，主动齿轮3也顺时针旋转，构成测量方向盘转角的桥式电路中的四个桥臂电阻为滑动电阻R1(l、第一固定电阻R2、滑动电阻R3(l、第二固定电阻R4，且两个固定电阻的阻值大小相等，任意时刻两个滑动电阻的阻值大小相等；同理当方向盘逆时针旋转时，构成测量方向盘转角的桥式电路中的四个桥臂电阻为滑动电阻Rn、第一固定电阻R2、滑动电阻R31、第二固定电阻&，且两个固定电阻的阻值大小相等。并且在桥式电路电源输入端并联一个稳压二级管13，桥式电路电压信号输出端接入INA128型放大器芯片，并且在INA128型放大器芯片RG端电连接调节电阻Rg，INA128型放大器芯片与A/D转换电路11电连接，A/D转换电路11与处理器12电连接。当方向盘转角变化时，桥式电路输出小的电压信号，同时也是方向盘转角信号，经过INA128型放大器芯片的放大后，再经过A/D转换电路11传给处理器12处理，以得到方向盘转角值。在方向盘旋转方向测量电路中，滑动电阻Rtl与固定电阻R C11串联，滑动电阻R C1的两端接入INA128型放大器芯片，并且在INA128型放大器芯片RG端电连接调节电阻Rg本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车方向盘转角传感器，其特征在于：包括设置在传感器壳体(14)内，与方向盘(1)下方转向管柱(2)固定连接的主动齿轮(3)，主动齿轮(3)与位于其两侧的两个从动齿轮(4)相互啮合；所述的两个从动齿轮(4)上各固定有两个半圆形电阻片(5)，且半圆形电阻片(5)与其圆心之间设置有转角检测滑片(6)，半圆形电阻片(5)与转角检测滑片(6)组成转角检测变阻器；所述的从动齿轮(4)中任意一个上还固定有圆形电阻片(7)，且圆形电阻片(7)与其圆心之间设置有转向检测滑片(8)，圆形电阻片(7)与转向检测滑片(8)组成转向检测变阻器；所述的传感器壳体(14)内还包括电源(9)，用于与两个转角检测变阻器组成桥式电路的固定电阻，以及用于与转向检测变阻器组成分压电路的分压电阻(R01)；所述的桥式电路与转向检测变阻器分别外接放大电路(10)，并经过A/D转换电路(11)连接处理器(12)，通过处理器(12)对方向盘的旋转方向及旋转角度进行输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龚贤武，唐自强，王鹏，苏楠，鹿静，王栋梁，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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