一种车用磁电式挡位传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种车用磁电式挡位传感器，包括外壳以及与外壳配合的后盖，外壳的内腔设有与发动机旋转轴连接的转子，转子的左端面具有一空腔，该空腔用于放置且固定小型磁铁，发动机旋转轴与转子与配合，带动小型磁铁旋转；外壳的空腔内还设有PCB板，该PCB板位于转子与后盖之间，PCB板上设有角度传感器电路，磁铁改变角度传感器电路的磁通量，从而得到发动机旋转轴的旋转角度。本实用新型专利技术是由发动机的旋转轴与传感器的转子相配合，带动转子上的小型磁铁旋转，从而改变IC表面的磁通量感知角度的变化，并以模拟信号或数字信号的方式输出。与传统的接触式和光电式的传感器相比具有抗干扰性高、精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种车用磁电式挡位传感器
本技术属于角度传感器领域，具体涉及一种车用磁电式挡位传感器。
技术介绍
角度传感器广泛应用于汽车、机械、航空、航天、航海、工业自动化等领域。它主要分为接触式和非接触式两种，由于接触式的角度传感器随着使用时间的增长，会存在机械磨损、精度降低、经常维修甚至更换新设备等缺点，这不仅提高了生产成本还容易使被测设备的质量没保证，而非接触式角度传感器则克服了这些缺点。常用的非接触式角度传感器有光电式和磁电式的。光电式的虽然精度比磁电式的高，但对环境要求苛刻、抗震性也较差，因此也就不适用于环境较复杂的工业场所。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种车用磁电式挡位传感器。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种车用磁电式挡位传感器，包括外壳以及与外壳配合的后盖，所述外壳的内腔设有与发动机旋转轴连接的转子，所述转子的左端面具有一空腔，该空腔用于放置且固定小型磁铁，发动机旋转轴与所述转子与配合，带动小型磁铁旋转；所述外壳的空腔内还设有PCB板，该PCB板位于所述转子与后盖之间，所述PCB板上设有角度传感器电路，所述磁铁改变角度传感器电路的磁通量，从而得到发动机旋转轴的旋转角度。上述的一种车用磁电式挡位传感器，所述角度传感器电路包括MLX90360传感器芯片、电容C1-C4，MLX90360传感器芯片用于检测并处理外部磁场的强度信号，并根据外部磁场的强度变化输出模拟电压；MLX90360芯片的1引脚接电源，MLX90360芯片的2引脚、3引脚、4引脚、6引脚接地，MLX90360芯片的1引脚串接电容C1后与8引脚连接，MLX90360芯片的5引脚串接电容C2后与6引脚连接，MLX90360芯片的7引脚串接电容C3后与8引脚连接，MLX90360芯片的1引脚串接电容C4后接地；MLX90360芯片的5引脚输出模拟电压。上述的一种车用磁电式挡位传感器，所述转子上设有钢圈，该钢圈用于将转子与发动机旋转轴固紧。本技术的有益效果：本技术的车用磁电式挡位传感器是由具有霍尔效应的旋转传感器芯片和小型磁铁进行磁电转换的。具体是由发动机的旋转轴与传感器的转子相配合，带动转子上的小型磁铁旋转，从而改变IC表面的磁通量感知角度的变化，并以模拟信号或数字信号的方式输出。与传统的接触式和光电式的传感器相比具有抗干扰性高、精度高的优点。以下将结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的电路原理图。图3是转子的结构示意图。图4是磁铁与芯片位置关系示意图。图中：1、外壳；2、转子；3、钢圈；4、磁铁；5、PCB板；6、后盖；7、MLX90360芯片。具体实施方式为进一步阐述本技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。为了解决现有角度传感器具有机械磨损、精度降低、经常维修甚至更换新设备的缺点，本实施例提供了一种如图1-图4的车用磁电式挡位传感器，包括外壳以及与外壳配合的后盖，外壳的内腔设有与发动机旋转轴连接的转子，转子的左端面具有一空腔，该空腔用于放置且固定小型磁铁，发动机旋转轴与转子与配合，带动小型磁铁旋转；外壳的空腔内还设有PCB板，该PCB板位于转子与后盖之间，PCB板上设有角度传感器电路，磁铁改变角度传感器电路的磁通量，从而得到发动机旋转轴的旋转角度。角度传感器电路包括MLX90360传感器芯片、电容C1-C4，MLX90360传感器芯片用于检测并处理外部磁场的强度信号，并根据外部磁场的强度变化输出模拟电压；MLX90360芯片的1引脚接电源，MLX90360芯片的2引脚、3引脚、4引脚、6引脚接地，MLX90360芯片的1引脚串接电容C1后与8引脚连接，MLX90360芯片的5引脚串接电容C2后与6引脚连接，MLX90360芯片的7引脚串接电容C3后与8引脚连接，MLX90360芯片的1引脚串接电容C4后接地；MLX90360芯片的5引脚输出模拟电压。如图1所示，本实施例将1外壳和2转子进行装配，并将3钢圈装配到2转子上，在2转子的底部涂抹粘接胶将4磁铁与2转子粘接牢固，将5PCB板装配焊接到外壳的端子上达到连通效果，最后将密封胶涂抹到外壳的卡槽部分，将6后盖装配进外壳卡槽部分达到密封效果。如图2所示，角度传感器的电路部分主要由传感器芯片U1和外部电容C1、C2、C3、C4组成,首先传感器芯片U1检测外部磁场强度的变化，通过内部计算输出相应的模拟电压值，C1、C2、C3、C4的主要作用是为了输出电压的稳定进行的滤波电路。当全地形车进行挡位变换时，变档杆带动发动机挡位中心轴旋转，旋转轴与转子内腔紧密配合并通过钢圈加固使旋转轴与转子形成一个整体，中心轴与角度传感器的2转子共同转动，从而使2转子底部的4磁铁一起转动，造成5PCB板表面磁场变化。图4为磁铁与芯片的位置关系，径向充磁的磁铁N/S极，随着旋转轴的转动磁场也在相应的转动，芯片根据检测到的磁场强度进行相应的计算，输出不同的信号，达到判断角度的效果。MLX90360芯片检测到外部表面磁场变化后会产生一个正比于角度的模拟输出信号。经过C2电容滤波后输出到ECU进行检测判断挡位状态。本实施例的车用磁电式挡位传感器具有抗干扰性高、分辨力在0.5°以内。这是因为：当小型磁铁(径向磁化)在芯片表面上方旋转时，MLX90360芯片内的集磁片(IMC)可以将平行作用于芯片表面的磁场集中起来，并在IMC结构的边缘产生正比于磁场的垂直分量，再通过两对位于IMC下方的传统平面霍尔元件来检测此信号。这两对霍尔元件的放置方向相互垂直，并都平行于芯片表面(X轴和Y轴方向)，通过这样的结构可以将实际角度编码为两个相位差为90°的正弦信号Vx和Vy，并正比于磁场强度。这两路霍尔信号将通过一个完全差分、带有经典偏移消除技术的模拟处理链进行放大、采样。调节后的模拟信号再通过ADC转换为数字信号，之后这两个数字信号再通过芯片内部的由DSP实现的反正切函数计算模块来计算角度，计算公式为：θ=arctan()(1)DSP的这一计算功能是通过储存在ROM（掩膜可编程）中的执行代码（固件−F/W）来控制的。除了实现（1）式的计算,固件（F/W）还控制了整个模拟处理链、输出传输特征曲线、输出协议、编程/校准以及自诊断模式。在MLX90360中，（1）式的计算是通过一个查找表实现（它并不是通过任何CoRDiC算法得到的）。由于（1）式运算用于比例值“VY/VX”，而由间隙变化，温度变化以及老化等因素引起的磁场强度变化都将等同作用于两个信号上，因此得到的角度信号本身就有自适应补偿的特点。这一特性使得ML90360芯片相对由于传统的线性霍尔芯片在温度变化下精度得到很大的提高。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用磁电式挡位传感器，包括外壳以及与外壳配合的后盖，其特征在于，所述外壳的内腔设有与发动机旋转轴连接的转子，所述转子的左端面具有一空腔，该空腔用于放置且固定小型磁铁，发动机旋转轴与所述转子与配合，带动小型磁铁旋转；所述外壳的空腔内还设有PCB板，该PCB板位于所述转子与后盖之间，所述PCB板上设有角度传感器电路，所述磁铁改变角度传感器电路的磁通量，从而得到发动机旋转轴的旋转角度。

【技术特征摘要】
1.一种车用磁电式挡位传感器，包括外壳以及与外壳配合的后盖，其特征在于，所述外壳的内腔设有与发动机旋转轴连接的转子，所述转子的左端面具有一空腔，该空腔用于放置且固定小型磁铁，发动机旋转轴与所述转子与配合，带动小型磁铁旋转；所述外壳的空腔内还设有PCB板，该PCB板位于所述转子与后盖之间，所述PCB板上设有角度传感器电路，所述磁铁改变角度传感器电路的磁通量，从而得到发动机旋转轴的旋转角度。2.如权利要求1所述的车用磁电式挡位传感器，其特征在于，所述角度传感器电路包括MLX90360传感器芯片、电容C1-C4，MLX90360传感器芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞，张文卿，李兴，
申请(专利权)人：陕西华凌电器有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61