一种基于霍尔传感器的抖动检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于霍尔传感器的抖动检测装置及检测方法，其装置包括第一霍尔元件

【技术实现步骤摘要】
一种基于霍尔传感器的抖动检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及电子电路
，具体涉及一种基于霍尔传感器的抖动检测装置及检测方法
。

技术介绍

[0002]转速传感器应用于车载系统中，主要用于采集车体的轮轴的转速以及车体变速箱的齿轮的转速等
。
常用的车载转速传感器为霍尔效应式转速传感器
。
霍尔式转速传感器属于霍尔式传感器，是利用霍尔效应的原理制成的，利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电热，即把位移信号转换成电热变化信号的传感器
。
霍尔效应式转速传感器，通过联轴器与被测轴连接，当转轴旋转时，将转角转换成电脉冲信号，供二次仪表使用
。
霍尔效应式转速传感器的工作原理为在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔元件放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔元件就输出一个脉冲，从而可测出转数
(
计数器
)
，若接入频率计，便可测出转速
。
[0003]当车辆行驶路面不平整或车辆传动系统出现故障，会导致车辆的车轮轴或变速箱的传动轴出现抖动情况，在现有技术中，传统霍尔效应式转速传感器仅对磁场信息检测出实况反应，而难以通过检测结果判别车辆是否处于抖动环境
。

技术实现思路

[0004]为了解决在车载应用环境下，难以通过传统霍尔效应式转速传感器的检测结果判别车辆是否处于抖动环境等技术问题，本专利技术提供一种基于霍尔传感器的抖动检测装置及检测方法
。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种基于霍尔传感器的抖动检测装置，包括第一霍尔元件
、
第二霍尔元件
、
数字处理单元以及两个相同且对称的信号处理单元；
[0007]所述第一霍尔元件以及所述第二霍尔元件分别用于检测车载系统中霍尔效应式转速传感器的磁场变化，对应输出第一检测电压以及第二检测电压；
[0008]两个所述信号处理单元的输入端分别对应连接所述第一霍尔元件的输出端及所述第二霍尔元件的输出端，用于处理所述第一检测电压以及所述第二检测电压对应得到第一数字信号以及第二数字信号；
[0009]所述数字处理单元的输入端分别连接两个所述信号处理单元的输出端，用于根据所述第一数字信号与所述第二数字信号在不同时刻的相位差判断所述车载系统是否处于抖动环境
。
[0010]本专利技术的有益效果是：通过采用两个相同且对称的信号处理单元采集同一个霍尔效应式转速传感器的磁场变化，并根据磁场变化生成第一检测电压和第二检测电压，进而转换成对应的第一数字信号和第二数字信号，并通过监测不同时刻的第一数字信号和第二数字信号的相位差，来判断车载应用环境是否处于抖动状态
。
本专利技术所提供的技术方案能
够通过监测霍尔效应式转速传感器的磁场变化，并通过两个相同且对称的信号处理单元及数字处理单元有效地分析出车载应用环境是否处于抖动状态
。
并且，由于是通过检测两个数字信号的相位差，以判断车载应用环境处于是否处于抖动状态，因此对第一霍尔元件以及第二霍尔元件的位置信息无要求，提高了适用范围
。
[0011]进一步，还包括第三霍尔元件；
[0012]所述第三霍尔元件的输出端分别对应连接两个所述信号处理单元的输入端，用于检测所述霍尔效应式转速传感器的磁场变化，并根据磁场变化输出第三检测电压；
[0013]其中一个所述信号处理单元用于，将所述第一检测电压与所述第三检测电压做差形成第一差分输入电压，并将所述第一差分输入电压转换为所述第一数字信号；
[0014]另一个所述信号处理单元用于，将所述第二检测电压与所述第三检测电压做差形成第二差分输入电压，并将所述第二差分输入电压转换为所述第二数字信号
。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是，采用差分输入电压信号可以达到比利用单端信号更高的信号幅度；在相同信号源下
,
差分输入电压信号可提供两倍于单端信号的幅度
,
它还能提供更好的线性度
。
如此，采用差分输入电压作为信号处理单元的输入信号，能够提高信号处理精度
。
[0016]进一步，其中一个所述信号处理单元包括第一放大器和第一模数转换器；所述第一放大器的输入端连接所述第一霍尔元件的输出端以及所述第三霍尔元件的输出端，所述第一放大器的输出端连接所述第一模数转换器的输入端，用于放大所述第一差分输入电压，以输出第一放大电压信号；所述第一模数转换器的输出端连接所述数字处理单元的输入端，用于对所述第一放大电压信号模数转换，以输出所述第一数字信号
。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是，在利用信号处理单元处理输入信号时，通过利用第一放大器对输入信号进行放大，提高信号驱动力，再通过第一模数转换器对放大后的信号进行模数转换，便于数字处理单元对数字信号进行识别和处理
。
[0018]另一个所述信号处理单元包括第二放大器和所述第二模数转换器；
[0019]所述第二放大器的输入端连接所述第二霍尔元件的输出端以及所述第三霍尔元件的输出端，所述第二放大器的输出端连接所述第二模数转换器的输入端，用于放大所述第二差分输入电压，以输出第二放大电压信号；所述第二模数转换器的输出端连接所述数字处理单元的输入端，用于对所述第二放大电压信号模数转换，以输出所述第二数字信号
。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是，在利用信号处理单元处理输入信号时，通过利用第二放大器对输入信号进行放大，提高信号驱动力，再通过第二模数转换器对放大后的信号进行模数转换，便于数字处理单元对数字信号进行识别和处理
。
[0021]进一步，其中一个所述信号处理单元还包括第一偏移控制模块，所述第一偏移控制模块的输入端连接所述数字处理单元的输出端和所述第一放大器的输出端，所述第一偏移控制模块的输出端连接所述第一模数转换器的输入端；在所述数字处理单元判断所述第一数字信号超出阈值范围时，所述第一偏移控制模块根据所述数字处理单元的控制信号形成第一补偿电压信号，以对所述第一放大电压信号进行偏移补偿；
[0022]另一个所述信号处理单元还包括第二偏移控制模块，所述第二偏移控制模块的输入端连接所述数字处理单元的输出端和所述第二放大器的输出端，所述第二偏移控制模块的输出端连接所述第二模数转换器的输入端，在所述数字处理单元判断所述第二数字信号
超出所述阈值范围时，所述第二偏移控制模块根据所述所述数字处理单元的控制信号形成第二补偿电压信号，以对所述第二放大电压信号进行偏移补偿
。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是，通过在每个信号处理单元设置偏移控制模块，利用偏移控制模块对所需处理的信号进行偏移补偿，防止需要数字处理单元处理的信号过弱，导致数字处理单元无法识别的问题
。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于霍尔传感器的抖动检测装置，其特征在于，包括第一霍尔元件
(3)、
第二霍尔元件
(1)、
数字处理单元
(5)
以及两个相同且对称的信号处理单元
(4)
；所述第一霍尔元件以及所述第二霍尔元件分别用于检测车载系统中霍尔效应式转速传感器的磁场变化，对应输出第一检测电压以及第二检测电压；两个所述信号处理单元
(4)
的输入端分别对应连接所述第一霍尔元件
(3)
的输出端及所述第二霍尔元件
(1)
的输出端，用于处理所述第一检测电压以及所述第二检测电压对应得到第一数字信号以及第二数字信号；所述数字处理单元
(5)
的输入端分别连接两个所述信号处理单元
(4)
的输出端，用于根据所述第一数字信号与所述第二数字信号在不同时刻的相位差判断所述车载系统是否处于抖动环境
。2.
根据权利要求1所述的基于霍尔传感器的抖动检测装置，其特征在于，还包括第三霍尔元件
(2)
；所述第三霍尔元件
(2)
的输出端分别对应连接两个所述信号处理单元
(4)
的输入端，用于检测所述霍尔效应式转速传感器的磁场变化，并根据磁场变化输出第三检测电压；其中一个所述信号处理单元
(4)
用于，将所述第一检测电压与所述第三检测电压做差形成第一差分输入电压，并将所述第一差分输入电压转换为所述第一数字信号；另一个所述信号处理单元
(4)
用于，将所述第二检测电压与所述第三检测电压做差形成第二差分输入电压，并将所述第二差分输入电压转换为所述第二数字信号
。3.
根据权利要求2所述的基于霍尔传感器的抖动检测装置，其特征在于，其中一个所述信号处理单元
(4)
包括第一放大器
(402)
和第一模数转换器
(406)
；所述第一放大器
(402)
的输入端连接所述第一霍尔元件
(3)
的输出端以及所述第三霍尔元件
(2)
的输出端，所述第一放大器
(402)
的输出端连接所述第一模数转换器
(406)
的输入端，用于放大所述第一差分输入电压，以输出第一放大电压信号；所述第一模数转换器
(406)
的输出端连接所述数字处理单元
(5)
的输入端，用于对所述第一放大电压信号模数转换，以输出所述第一数字信号；另一个所述信号处理单元
(4)
包括第二放大器
(408)
和所述第二模数转换器
(412)
；所述第二放大器
(408)
的输入端连接所述第二霍尔元件的输出端以及所述第三霍尔元件
(2)
的输出端，所述第二放大器
(408)
的输出端连接所述第二模数转换器
(412)
的输入端，用于放大所述第二差分输入电压，以输出第二放大电压信号；所述第二模数转换器
(412)
的输出端连接所述数字处理单元
(5)
的输入端，用于对所述第二放大电压信号模数转换，以输出所述第二数字信号
。4.
根据权利要求3所述的基于霍尔传感器的抖动检测装置，其特征在于，其中一个所述信号处理单元
(4)
还包括第一偏移控制模块
(403)
，所述第一偏移控制模块
(403)
的输入端连接所述数字处理单元
(5)
的输出端和所述第一放大器的输出端，所述第一偏移控制模块
(403)
的输出端连接所述第一模数转换器
(406)
的输入端；在所述数字处理单元
(4)
判断所述第一数字信号超出阈值范围时，所述第一偏移控制模块
(403)
根据所述数字处理单元
(5)
的控制信号形成第一补偿电压信号，以对所述第一放大电压信号进行偏移补偿；另一个所述信号处理单元
(4)
还包括第二偏移控制模块
(409)
，所述第二偏移控制模块
(409)
的输入端连接所述数字处理单元
(5)
的输出端和所述第二放大器的输出端，所述第二偏移控制模块
(409)
的输出端连接所述第二模数转换器
(412)
的输入端，在所述数字处理单
元
(5)
判断所述第二数字信号超出所述阈值范围时，所述第二偏移控制模块
(409)
根据所述所述数字处理单元
(5)
的控制信号形成第二补偿电压信号，以对所述第二放大电压信号进行偏移补偿
。5.
根据权利要求4所述的基于霍尔传感器的抖动检测装置，其特征在于，所述第一偏移控制模块
(403)
包括：第一数模转换器
U1
，所述第一数模转换器
U1
的输入端连接所述数字处理单元
(5)
的输出端，用于在所述数字处理单元
(5)
判断所述第一数字信号超出所述阈值范围时，以通过所述数字处理单元
(5)
控制并输出第一偏移控制信号；第一同向放大器
U3
，所述第一同向放大器
U3
连接所述第一数模转换器
U1
的输出端，用于将所述第一偏移控制模拟信号进行同向放大，以输出第一基准电压信号；第一电压缓冲器
U2
，用于对第一预设电源电压信号进行缓冲和隔离，以输出第一共模电压信号；所述第一补偿电压信号是所述第一基准电压信号与所述第一共模电压信号之和；和
/
或所述第二偏移控制模块包括：第二数模转换器
U4
，所述第二数模转换器
U4
的输入端连接所述数字处理单元
(5)
的输出端，用于在所述数字处理单元
(5)
判断所述第二数字信号超出所述阈值范围时，以通过所述数字处理单元
(5)
控制并输出第二偏移控制信号；第二同向放大器
U6
，所述第二同向放大器
U6
连接所述第二数模转换器
U4
，用于将所述第二偏移控制模拟信号进行同向放大，以输出第二基准电压信号；第二电压缓冲器
U5
，用于对第二预设电源电压信号进行缓冲和隔离，以输出第二共模电压信号；所述第二补偿电压信号是所述第二基准电压信号与所述第二共模电压信号之和
。6.
根据权利要求4所述的基于霍尔传感器的抖动检测装置，其特征在于，其中一个所述信号处理单元
(4)
还包括第一自动增益控制模块
(404)
，所述第一自动增益控制模块
(404)
的输入端连接所述数字处理单元
(5)
的输出端
、
所述第一偏移控制模块
(403)
的输出端及所述第一放大器
(402)
的输出端，所述第一自动增益控制模块
(404)
的输出端连接所述第一模数转换器
(406)
的输入端，在所述数字处理单元
(5)
判断所述第一数字信号需进行增益放大倍数时，所述第一自动增益控制模块
(404)
根据所述数字处理单元
(5)
的控制信号形成第一增益放大信号，以对所述第一放大电压信号与所述第一补偿电压信号之和进行增益放大；另一个所述信号处理单元
(4)
还包括第二自动增益控制模块
(410)
，所述第二自动增益控制模块
(410)
的输入端连接所述数字处理单元
(5)
的输出端
、
所述第二偏移控制模块
(409)
的输出端及所述第二放大器
(408)
的输出端，所述第二自动增益控制模块
(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开友，张超，王炳源，徐凯敏，
申请(专利权)人：赛卓电子科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：