非接触式数字信号档位传感器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式数字信号档位传感器及其使用方法，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘包括一个以上Ｓ极性磁区和一个以上Ｎ极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；所述磁感应元件包括两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。本发明专利技术在实现简单工艺的同时避免温度等因素的影响，以得到更好的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆用传感器及其使用方法，具体涉及一种车辆用档 位传感器及其使用方法。
技术介绍
目前，用于档位测量的非接触式传感器以线性角度位置磁传感器为 主，需要通过磁路设计将旋转角度转换为线性输出，并通过实际角度位置 进行档位判断。在这种方案中磁路的设计及加工将对其线性度及输出信号的精度产生很大的影响；另一方面磁铁受温度的影响很大，由于不同的使 用环境，传感器可能工作在各种高低温条件下，温度的变化会影响磁铁产 生的场强。磁铁随温度的变化将直接反应到传感器输出上，必须通过各种 方法加以补偿，并在生产过程中对各种相关材料与工艺加以严格的控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种非接触式的档位传感器，在实 现简单工艺的同时避免温度等因素的影响，以得到更好的精度。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了 一种非接触式数字信号档位传 感器，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对 旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为面向多极充磁的 环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘上包括一个以上S极性磁区和一个以上 N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；所述磁感应元件包括两个以4上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。 因为本专利技术用数字信号的传感器来替代模拟信号的线性传感器。以多 极充磁的磁铁作为编码盘，只需要对于充磁边界进行控制，其设计及加工 难度都要比磁路低得多。另一方面，磁铁随温度的变化不会直接反映到传 感器的输出上，其受温度的影响远小于线性角度位置传感器。上述非接触式数字信号档位传感器的使用方法,所述N极对应输出数 字信号为1或0、 S极对应输出数字信号为0或1， N极与S极对应输出的 信号不同，以形成二进制编码；所述两个或两个以上成一定角度的开关磁 传感元件探测在各自所在位置的磁性编码盘上的S极性磁区和N极性磁区 的极性并形成一组编码;相邻两组编码只有一个不同的编码作为传感器的 输出信号，对应于传感器测量的档位。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图l是本专利技术实施例的示意图。具体实施例方式如图1所示，本实施例的非接触式数字信号档位传感器，包括磁性编 码盘1和磁感应元件2，磁性编码盘1顺时针旋转，其对应的2位灰码为 01， 11， 10， 00。磁感应元件2包括成180度角相对布置的两个开关磁传 感元件，磁感应元件2固定在不随目标旋转的电路板或插片上。本实施例 中为磁性编码盘1旋转而磁感应元件2固定，当然根据本领域的一般常识 也可以磁感应元件2旋转而磁性编码盘1固定，两者只要产生相对旋转的运动即可。同样旋转也可以是顺时针或逆时针的，这都不会影响本专利技术的 实现，同样也属于本专利技术的保护范围。同样所述传感器的数目和放置角度 也可以根据不同的应用场合有所不同。因为本专利技术用数字信号的传感器来 替代模拟信号的线性传感器。以多极充磁的磁铁作为编码盘，只需要对于 充磁边界进行控制，其设计及加工难度都要比磁路低得多。另一方面，磁 铁随温度的变化不会直接反映到传感器的输出上，其受温度的影响远小于 线性角度位置传感器。磁性编码盘1为面向多极充磁的环形或圆形磁铁,磁性编码盘1上包括8个S极性磁区或N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号。N极对 应输出数字信号为1， S极对应输出数字信号为0，左侧传感元件A与右 侧传感元件B的在目前所在位置的编码AB为01 。磁性编码盘1顺时针旋 转，其对应的2位灰码为01， 11， 10， 00。编码盘编码的特征在于采用 灰码——即相邻两组编码只有一个比特不同的编码作为传感器的输出信 号，其中每组编码对应于传感器测量的一个档位。如图1所示测量装置可 以作为4档位的测量，4个档位分别对应01， 11， IO及OO。本专利技术的创新点在于用数字信号代替模拟信号实现档位的测量，具体编码盘上极性磁 区的数目及布置方式、传感器的数目及布置方式随具体应用场合的不同可 以有所不同，理论上讲，通过增加极性磁区的数目和传感器的数目，可以 实现无穷多组编码。具体使用时应用本专利技术的编码方法构成的数字式档位 传感器都应当认为落入本专利技术的保护范围。此时，磁感应传感器数量至少 为1og2 (档位数量)，极性磁区的数量至少为磁感应传感器数量X档位数作为本专利技术的进一步优化，可以假定每组编码的序号为1, 2，……，n, 则以第奇数(或第偶数)组编码对应传感器测量的一个档位，而其相邻组 的编码作为传感器档位测量的一组过渡信号。如图1所示测量装置可以作 为2档位的测量，其中2个档位分别对应01及10， ll及OO信号则作为过渡信号来提高传感器的容错性。灰码的应用也能够帮助识别传感器的错 误输出，其诊断能力也要比线性角度位置传感器强得多。此时，磁感应传 感器数量至少为2Xlog2 (档位数量)，极性磁区的数量至少为磁感应传 感器数量X档位数量。本专利技术并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨 在于为了描述和说明本专利技术涉及的技术方案。基于本专利技术启示的显而易见 的变换或替代也应当被认为落入本专利技术的保护范围。以上的具体实施方式 用来揭示本专利技术的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用 本专利技术的多种实施方式以及多种替代方式来达到本专利技术的目的。权利要求1、一种非接触式数字信号档位传感器，其特征在于，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘包括一个以上S极性磁区和一个以上N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；所述磁感应元件包括两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。2、 如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器，其特征在于， 所述磁性编码盘随被测目标旋转，磁感应元件不随目标旋转。3、 如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器，其特征在于， 所述磁感应元件随被测目标旋转，磁性编码盘不随目标旋转。4、 如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器，其特征在于， 所述传感器数目为2个，所述传感器成180度角相对布置；所述磁性编码 盘包含8个极性磁区。5、 如权利要求1所述的非接触式数字信号档位传感器的使用方法， 其特征在于，所述N极对应输出数字信号为1或0、 S极对应输出数字信号为0或 1， N极与S极对应输出的信号不同，以形成二进制编码；所述两个以上成一定角度的开关磁传感元件探测在各自所在位置的磁性编码盘上的S极性磁区和N极性磁区的极性并形成一组编码；相邻两组编码只有一个不同的编码作为传感器的输出信号，对应于传感器测量的档位。6、如权利要求5所述的非接触式数字信号档位传感器的使用方法，其特征在于，所述每组编码的序号为1,2，……，n,以第奇数或第偶数组编码对应传感器测量的一个档位，而其相邻组的编码作为传感器档位测量的一组过渡信号。全文摘要本专利技术公开了一种，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式数字信号档位传感器，其特征在于，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；　所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘包括一个以上Ｓ极性磁区和一个以上Ｎ极 性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；　所述磁感应元件包括两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；　所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：程捷，陈雁，王春健，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]