一种基于冗余式设计的电感式传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种传感器，特别涉及一种基于冗余式设计的电感式传感器。本实用新型专利技术采用了冗余设计，包括电路结构相同的第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元，第一信号采集处理单元的输入端连接第一角度信号，第一信号采集处理单元的输出端输出第一电压输出信号；第二信号采集处理单元的输入端连接第二角度信号，第二信号采集处理单元的输出端输出第二电压输出信号，第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元均包括设置于同一电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路，当其中一组电路出现故障时，另一组电路会代替故障的电路来继续工作。本实用新型专利技术能够精确测量角度信号，具备稳定性高、可靠性好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感器，特别涉及一种基于冗余式设计的电感式传感器。
技术介绍
在汽车驾驶过程中，油门的重要性不言而喻，油门踏板中的传感器能将踏板的位置转换成电压信号，而电压信号的大小直接影响节气门的开度以及发动机喷油量的多少，能否准确的测量踏板的位置变化并达到驾驶员的目的，是衡量传感器性能的主要参数，因此传感器测量的精度和可靠性极大地影响了整个驾驶的舒适性及安全性。现有技术中的电子油门踏板大都采用接触式(可变电阻式)传感器或霍尔式传感器技术，接触式的电子油门踏板使用时会受电刷和油墨的限制，使用寿命短，在使用了一定次数之后，碳刷的抓附力会变弱，容易出现信号不稳定或者没有信号等现象；霍尔式的电子油门踏板由于采用永久磁铁，会出现退磁的现象，影响信号输出，并且会产生电磁干扰，致使信号输出不纯，测量的精确度较低，因此亟需提出一种使用寿命长、测量精度高、抗干扰能力强的传感器。
技术实现思路
本技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于冗余式设计的电感式传感器，本技术能够准确地测量角度信号，而且使用寿命较长、工作稳定、抗干扰能力强。为实现上述目的，本技术采用了以下技术措施：一种基于冗余式设计的电感式传感器，包括电路结构相同的第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元，所述第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元均包括设置于同一电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路，所述激励线圈采用中间抽头方式绕制，即为激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈和第二激励线圈，所述接收线圈至少设置为第一接收线圈和第二接收线圈；所述第一激励线圈、第二激励线圈、第一接收线圈、第二接收线圈均沿扇形方向环绕排布，且第一激励线圈与第二激励线圈各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影重合；所述第一激励线圈和第二激励线圈均设置在接收线圈的外侧，且第一激励线圈和第二激励线圈的旋绕方向相同；第一接收线圈、第二接收线圈的绕线轨迹在电路板所处平面上的投影各自形成若干依次相连的闭合回路；所述第一接收线圈和第二接收线圈之间以第一接收线圈或第二接收线圈所围成扇面的圆心为轴并旋转偏差一定角度设置；所述第一激励线圈和第二激励线圈的旋绕圈数相同。本技术还可以通过以下技术措施进一步实现。优选的，第一接收线圈沿扇形方向呈弯折状布置，且第一接收线圈沿某一旋转方向绕设一定弧度后，再折返沿前述旋转方向的反方向绕设相同弧度；所述第二接收线圈的绕线方式与第一接收线圈相同。优选的，所述第一信号采集处理单元包括第一芯片，所述第一芯片的引脚1接地，第一芯片的引脚2连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接电源，所述第一芯片的引脚3连接第一电阻的一端以及第一三极管的发射极，所述第一电阻的另一端连接电源，所述第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，第一三极管的集电极连接第一电压输出信号，第一芯片的引脚4连接第一电容的一端、第二三极管的基极以及电源，所述第一电容的另一端接地，所述第二三极管的发射极接地，第一芯片的引脚5连接第二电容的一端并接基准电源，所述第二电容的另一端连接第一芯片的引脚6、引脚7并接地，所述第一芯片的引脚8、引脚10分别连接第四电感的一端、第三电感的一端，所述第四电感的另一端、第三电感的另一端以及第一芯片的引脚9均接地，所述第一芯片的引脚11连接第三电阻的一端、第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接基准电源，所述第四电阻的另一端连接第四电容的一端、第五电容的一端并接地，所述第四电容的另一端连接第一芯片的引脚13以及第一电感的一端，所述第五电容的另一端连接第一芯片的引脚12以及第二电感的一端，所述第一电感的另一端以及第二电感的另一端均连接电源，所述第一芯片的引脚14连接第三电容的一端，所述第三电容的另一端连接电源；所述第一电感即为第一激励线圈，所述第二电感即为第二激励线圈，所述第三电感即为第一接收线圈，所述第四电感即为第二接收线圈。进一步的，所述第二信号采集处理单元与第一信号采集处理单元的电路结构相同；所述第二信号采集处理单元包括第二芯片，所述第二芯片的引脚1接地，第二芯片的引脚2连接第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端连接电源，所述第二芯片的引脚3连接第十一电阻的一端以及第三三极管的发射极，所述第十一电阻的另一端连接电源，所述第三三极管的基极连接第四三极管的集电极，第三三极管的集电极连接第二电压输出信号，第二芯片的引脚4连接第十一电容的一端、第四三极管的基极以及电源，所述第十一电容的另一端接地，所述第四三极管的发射极接地，第二芯片的引脚5连接第十二电容的一端并接基准电源，所述第十二电容的另一端连接第二芯片的引脚6、引脚7并接地，所述第二芯片的引脚8、引脚10分别连接第十四电感的一端、第十三电感的一端，所述第十四电感的另一端、第十三电感的另一端以及第二芯片的引脚9均接地，所述第二芯片的引脚11连接第十三电阻的一端、第十四电阻的一端，所述第十三电阻的另一端连接基准电源，所述第十四电阻的另一端连接第十四电容的一端、第十五电容的一端并接地，所述第十四电容的另一端连接第二芯片的引脚13以及第十一电感的一端，所述第十五电容的另一端连接第二芯片的引脚12以及第十二电感的一端，所述第十一电感的另一端以及第十二电感的另一端均连接电源，所述第二芯片的引脚14连接第十三电容的一端，所述第十三电容的另一端连接电源；所述第十一电感即为第一激励线圈，所述第十二电感即为第二激励线圈；所述第十三电感即为第一接收线圈，所述第十四电感即为第二接收线圈。进一步的，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管均为带阻三极管。进一步的，所述LC振荡电路包括第六电容和第五电感，所述第六电容与第五电感串联。更进一步的，两个所述LC振荡电路均沿扇形方向环绕排布置于同一电路板上，且两个LC振荡电路各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影彼此相平行。更进一步的，所述闭合回路的形状为菱形或矩形或扇形。本技术的有益效果在于：1)、本技术采用了冗余设计，包括电路结构相同的第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元，当其中一组电路出现故障时，另一组电路会代替故障的电路来继续测量角度信号，因此本技术不会因为故障而停止工作，大大的增强了本技术的稳定性以及可靠性。所述第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元均包括设置于电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路，采用LC振荡电路代替原有的金属转子，LC振荡电路在激励线圈磁场的作用之下，产生一个与激励线圈磁场方向相同的磁场，相比于激励线圈产生的磁场，有一个加强的效果，转子采用LC振荡电路的形式便于转子的安装和拆卸，同时也增大了气隙的选择空间，因此本技术的抗干扰能力强、使用寿命长，能够精确测量角度信号。2)、本技术中的第一接收线圈和第二接收线圈均沿扇形方向环绕排布，且圆心相同，第一接收线圈沿扇形方向呈弯折状布置，且第一接收线圈沿某一旋转方向绕设一定弧度后，再折返沿前述旋转方向的反方向绕设相同弧度，所述第二接收线圈的绕线方式与第一接收线圈相同，因此第一接收线圈、第二接收线圈的正反回路之间产生的感应电动势相互抵消，激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈和第二激励线圈，可以将第一激励线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于冗余式设计的电感式传感器，其特征在于：包括电路结构相同的第一信号采集处理单元(10)和第二信号采集处理单元(20)，所述第一信号采集处理单元(10)和第二信号采集处理单元(20)均包括设置于同一电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路(11)，所述激励线圈采用中间抽头方式绕制，即为激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)，所述接收线圈至少设置为第一接收线圈(L3)和第二接收线圈(L4)；所述第一激励线圈(L1)、第二激励线圈(L2)、第一接收线圈(L3)、第二接收线圈(L4)均沿扇形方向环绕排布，且第一激励线圈(L1)与第二激励线圈(L2)各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影重合；所述第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)均设置在接收线圈的外侧，且第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)的旋绕方向相同；第一接收线圈(L3)、第二接收线圈(L4)的绕线轨迹在电路板所处平面上的投影各自形成若干依次相连的闭合回路；所述第一接收线圈(L3)和第二接收线圈(L4)之间以第一接收线圈(L3)或第二接收线圈(L4)所围成扇面的圆心为轴并旋转偏差一定角度设置；所述第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)的旋绕圈数相同。...

【技术特征摘要】
1.一种基于冗余式设计的电感式传感器，其特征在于：包括电路结构相同的第一信号采集处理单元(10)和第二信号采集处理单元(20)，所述第一信号采集处理单元(10)和第二信号采集处理单元(20)均包括设置于同一电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路(11)，所述激励线圈采用中间抽头方式绕制，即为激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)，所述接收线圈至少设置为第一接收线圈(L3)和第二接收线圈(L4)；所述第一激励线圈(L1)、第二激励线圈(L2)、第一接收线圈(L3)、第二接收线圈(L4)均沿扇形方向环绕排布，且第一激励线圈(L1)与第二激励线圈(L2)各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影重合；所述第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)均设置在接收线圈的外侧，且第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)的旋绕方向相同；第一接收线圈(L3)、第二接收线圈(L4)的绕线轨迹在电路板所处平面上的投影各自形成若干依次相连的闭合回路；所述第一接收线圈(L3)和第二接收线圈(L4)之间以第一接收线圈(L3)或第二接收线圈(L4)所围成扇面的圆心为轴并旋转偏差一定角度设置；所述第一激励线圈(L1)和第二激励线圈(L2)的旋绕圈数相同。2.如权利要求1所述的一种基于冗余式设计的电感式传感器，其特征在于：第一接收线圈(L3)沿扇形方向呈弯折状布置，且第一接收线圈(L3)沿某一旋转方向绕设一定弧度后，再折返沿前述旋转方向的反方向绕设相同弧度；所述第二接收线圈(L4)的绕线方式与第一接收线圈(L3)相同。3.如权利要求2所述的一种基于冗余式设计的电感式传感器，其特征在于：所述第一信号采集处理单元(10)包括第一芯片(U1)，所述第一芯片(U1)的引脚1接地，第一芯片(U1)的引脚2连接第二电阻(R2)的一端，所述第二电阻(R2)的另一端连接电源，所述第一芯片(U1)的引脚3连接第一电阻(R1)的一端以及第一三极管(V1)的发射极，所述第一电阻(R1)的另一端连接电源，所述第一三极管(V1)的基极连接第二三极管(V2)的集电极，第一三极管(V1)的集电极连接第一电压输出信号，第一芯片(U1)的引脚4连接第一电容(C1)的一端、第二三极管(V2)的基极以及电源，所述第一电容(C1)的另一端接地，所述第二三极管(V2)的发射极接地，第一芯片(U1)的引脚5连接第二电容(C2)的一端并接基准电源，所述第二电容(C2)的另一端连接第一芯片(U1)的引脚6、引脚7并接地，所述第一芯片(U1)的引脚8、引脚10分别连接第四电感(L4)的一端、第三电感(L3)的一端，所述第四电感(L4)的另一端、第三电感(L3)的另一端以及第一芯片(U1)的引脚9均接地，所述第一芯片(U1)的引脚11连接第三电阻(R3)的一端、第四电阻(R4)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端连接基准电源，所述第四电阻(R4)的另一端连接第四电容(C4)的一端、第五电容(C5)的一端并接地，所述第四电容(C4)的另一端连接第一芯片(U1)的引脚13以及第一电感(L1)的一端，所述第五电容(C5)的另一端连接第一芯片(U1)的引脚12以及第二电感(L2)的一端，所述第一电感(L1)的另一端以及第二电感(L2)的另一端均连接电源，所述第一芯片(U1)的引脚1...

【专利技术属性】
技术研发人员：白宇，
申请(专利权)人：安徽沃巴弗电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34