一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器制造技术

本发明专利技术属于传感领域，涉及一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器。该转速传感器采用了双传感器结构,实现了传感器的双余度设计，提高了传感器的可靠性；同时，通过传感齿轮结构的设计，根据双传感器的输出信号相位差关系，能够辨别旋转方向。本发明专利技术克服了传统转速传感器可靠性低，不可辨别旋转方向等缺点，解决了转速测量系统的可靠性和方向识别的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感领域，涉及一种新型转速传感器。。
技术介绍
传统的转速传感器一般是单余度设计，且通常只进行转速测量，实际上，转速数据的测量既包括速度测量，又包括旋转方向的辨别。因此，传统转速传感器一方面存在可靠性低，寿命短等缺点；另一方面是转速测量的数据精度不够高，且不能够辨别旋转方向。
技术实现思路
本专利技术目的：提供了一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器。本专利技术的技术方案是：一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器，包括传感齿轮1、两个性能相同的霍尔元件2、壳体3、磁钢4、电路板5、导线6、航插7，其特征在于：所述霍尔元件2、磁钢4和电路板5位于壳体3内部，霍尔元件2位于壳体3前端与磁钢4之间并且紧挨着壳体3和磁钢4，电路板5位于磁钢4后面，并且两者之间有间隔，霍尔元件2与电路板5之间经导线6相连，电路板5与航插7之间经过导线6相连；传感齿轮1为导磁材料所制，壳体3前端与传感齿轮1齿顶之间保持一定的距离；当传感齿轮1转动时，其齿顶和齿谷周期性地接近或远离霍尔元件2，引起霍尔元件2上的磁场强度周期性地发生变化，霍尔元件2输出的电压经电路板5上的电路整形和放大之后，经航插7接口输出转速信号。所述两个霍尔元件2分别与传感齿轮1结合，能够输出两组转速信号。所述传感齿轮1齿顶和齿谷的占空比为1：1，两个霍尔元件2中心之间的弧度与传感齿轮1齿顶或齿谷的弧度相同。所述两霍尔元件2输出的信号波形，存在周期性的相位差，通过该相位差分析，能够辨别传感齿轮1的旋转方向。所述壳体3前端与传感齿轮1齿顶之间的间距范围在0.5～2.5mm之间。本专利技术的有益效果：本转速传感器使用了双结构的霍尔元件2，由导磁材料制备的传感齿轮1旋转时，齿顶会周期性地靠近和远离霍尔元件2，引起其附近磁场强度的变化，使得霍尔元件2会产生周期性增强减弱的电压信号，此信号输入电路板5，经过解调电路整形、放大之后，通过航插接口输出周期性的转速信号。由于传感齿轮的齿顶与齿谷设计占空比为1：1，使得霍尔元件输出的周期性高低电平信号占空比1：1。当两个霍尔元件2与传感齿轮中心的距离相同，且相差一定的弧度时，一方面两霍尔元件都能够正常工作，并测量出传感齿轮的转速，增加了转速测量的余度，提高了传感器工作的可靠性；另一方面两霍尔元件的输出信号就存在一定的相位差，通过该相位差的分析，既可以辨别传感齿轮的旋转方向。附图说明图1是本专利技术转速传感器的结构示意图；图2是本专利技术转速传感器的输出信号相位差示意图；其中，1-传感齿轮、2-霍尔元件、3-壳体、4-磁钢、5-电路板、6-导线、7-航插具体实施方式为更好的说明本专利技术，下面结合附图具体说明。请参阅图1，其是本专利技术转速传感器结构示意图。一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器，包括传感齿轮1、霍尔元件2、壳体3、磁钢4、电路板5、导线6、航插7，所述霍尔元件2、磁钢4和电路板5位于壳体3内部，霍尔元件2位于壳体3前端与磁钢4之间并且紧挨着壳体3和磁钢4，电路板5位于磁钢4后面，并且彼此之间有一定的距离，霍尔元件2与电路板5之间经导线6相连，电路板5与航插7之间经过导线6相连。其特征在于，传感齿轮1为导磁材料所制，外壳3前端与传感齿轮1齿顶之间保持一定的距离，传感齿轮1转动时，其齿顶与齿谷周期性地接近和远离霍尔元件2，引起霍尔元件2上的磁场强度周期性地发生变化，霍尔元件2输出的电压经电路板5上的电路整形和放大之后，经航插7接口输出转速信号。所述的两个霍尔元件2与传感齿轮1结合，能够输出两组转速信号，起到双余度的作用，增加了传感器的可靠性。所述传感齿轮1齿顶与齿谷的占空比为1：1，两霍尔元件2中心之间的弧度与传感齿轮1齿顶或齿谷对应的弧度相同。所述两霍尔元件2输出的信号波形，存在周期性的相位差，通过该相位差分析，能够辨别齿轮旋转方向。所述壳体3前端与传感齿轮1齿顶之间的间距范围在0.5～2.5mm之间。本实施方式中，霍尔元件2固定于壳体3内最前端，并紧挨着壳体3，整个传感器安装在传感齿轮1旋转平面内，传感器壳体3最前端与传感齿轮3齿顶间的距离范围在0.5～2.5mm之间，两个霍尔元件2相对于传感齿轮1中心的弧度差不等于传感齿轮1齿顶对应弧度的偶数倍，并给予霍尔元件2提供恒定的直流电流，传感齿轮的齿轮与齿槽占空比为1：1。在正常工作下，传感齿轮1旋转，齿轮齿顶和齿槽周期性地靠近和远离霍尔元件2，导致霍尔元件2附近的磁场磁感应强度周期性的增大和减小。根据霍尔原理，在霍尔元件2输出的电压信号会周期性的增大和减小，输出的电压信号经过电路板5上的电路放大、整形之后，最终输出稳定的周期性信号。通过输出的稳定的周期信号，即能够得到传感齿轮的旋转速度。由于两个霍尔元件2之间相对于传感齿轮1中心存在弧度差，且弧度差不等于齿轮齿顶对应弧度的偶数倍，在传感齿轮正常旋转的情况下，电路板5上输出的两个稳定周期性信号之间就存在一个固定的相位差，如图2所示。当指定一个霍尔元件2输出信号为参考时，根据另一个霍尔元件2的输出信号与该元件输出信号相位差，就可以判断传感齿轮的旋转方向。本转速传感器，采用了双传感器结构,实现了传感器的双余度设计，提高了传感器的可靠性；同时，通过传感齿轮结构的设计，根据双传感器的输出信号相位差关系，能够辨别旋转方向。本专利技术克服了传统转速传感器可靠性低，不可辨别旋转方向等缺点，解决了转速测量系统的可靠性和方向识别的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器，包括传感齿轮(1)、两个性能相同的霍尔元件(2)、壳体(3)、磁钢(4)、电路板(5)、导线(6)、航插(7)，其特征在于：所述霍尔元件(2)、磁钢(4)和电路板(5)位于壳体(3)内部，霍尔元件(2)位于壳体(3)前端与磁钢(4)之间并且紧挨着壳体(3)和磁钢(4)，电路板(5)位于磁钢(4)后面，并且两者之间有间隔，霍尔元件(2)与电路板(5)之间经导线(6)相连，电路板(5)与航插(7)之间经过导线(6)相连；传感齿轮(1)为导磁材料所制，壳体(3)前端与传感齿轮(1)齿顶之间保持一定的距离；当传感齿轮(1)转动时，其齿顶和齿谷周期性地接近或远离霍尔元件(2)，引起霍尔元件(2)上的磁场强度周期性地发生变化，霍尔元件(2)输出的电压经电路板(5)上的电路整形和放大之后，经航插(7)接口输出转速信号。

【技术特征摘要】
1.一种高精度双余度可辨旋转方向的转速传感器，包括传感齿轮(1)、两个性能相同的霍尔元件(2)、壳体(3)、磁钢(4)、电路板(5)、导线(6)、航插(7)，其特征在于：所述霍尔元件(2)、磁钢(4)和电路板(5)位于壳体(3)内部，霍尔元件(2)位于壳体(3)前端与磁钢(4)之间并且紧挨着壳体(3)和磁钢(4)，电路板(5)位于磁钢(4)后面，并且两者之间有间隔，霍尔元件(2)与电路板(5)之间经导线(6)相连，电路板(5)与航插(7)之间经过导线(6)相连；传感齿轮(1)为导磁材料所制，壳体(3)前端与传感齿轮(1)齿顶之间保持一定的距离；当传感齿轮(1)转动时，其齿顶和齿谷周期性地接近或远离霍尔元件(2)，引起霍尔元件(2)上的磁场强度周期性地...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹高奇，凡正茂，雷体高，王银，韩超，何洪亮，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32