一種基于霍爾效應的油位計的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于霍爾效應的油位計，包括不銹鋼保護管，所述不銹鋼保護管上套裝有隨液位變化而上下移動的浮子，所述浮子內設有磁環，所述不銹鋼保護管內設有與其長度相適配的電路板，該電路板沿其長度方向等間距的布置有至少三個開關型霍爾傳感器，每個開關型霍爾傳感器均與位于不銹鋼保護管頂部的處理及顯示電路板電連接。該油位計使用壽命長、性能穩定且分辨率較高。
【專利說明】一種基于霍爾效應的油位計
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油位計，具體涉及一種基于霍爾效應的油位計。
【背景技術】
[0002]油位計是用來顯示機動車油箱內燃油油面高度的重要部件，傳統的油位計采用的是浮子式或干簧管式。浮子式油位計為由滑動電阻構成的接觸式油位計，油位改變使滑動電阻的觸點位置發生改變，從而使其阻值發生改變，根據滑動電阻的阻值大小即可確定油面的高度(即油位)；這種油位計在工作過程中存在接觸摩擦，容易產生電火花，滑動電阻易磨損，觸點易受汽油腐蝕，使用壽命短。干簧管式油位計是在膠木條上等間隔焊多個干簧管，膠木條裝在不銹鋼保護管內，不銹鋼保護管上套裝有浮子，浮子內裝有磁環；在浮力作用下，浮子漂浮在油面上，浮子的位置隨著油位變化而變化，當浮子浮到某一個干簧管高度時，受到磁場影響該干簧管觸發閉合，從而確定油面的高度；這種油位計的每個干簧管的尺寸較大，油位計分辨率較低，同時干簧管容易被磁環磁化而失去油位判斷能力。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種基于霍爾效應的油位計，以延長油位計的使用壽命，提高油位計的穩定性和分辨率。
[0004]本發明所述的基于霍爾效應的油位計，包括不銹鋼保護管，所述不銹鋼保護管上套裝有隨液位變化而上下移動的浮子，所述浮子內設有磁環，所述不銹鋼保護管內設有與其長度相適配的電路板，該電路板沿其長度方向等間距的布置有至少三個開關型霍爾傳感器，每個開關型霍爾傳感器均與位于不銹鋼保護管頂部的處理及顯示電路板電連接。
[0005]處理及顯示電路板用于將開關型霍爾傳感器輸出的信號進行處理，并將處理結果(即油位)顯示出來。開關型霍爾傳感器既可以是單極性開關型霍爾傳感器(即在規定的N極或S極磁場觸發下輸出數字信號)，也可以是雙極性開關型霍爾傳感器(即在N極或S極磁場觸發下都可以輸出數字信號)。
[0006]進一步，所述處理及顯示電路板上設有并入串出移位寄存器、單片機和數字顯示模塊，所述并入串出移位寄存器的輸入端與每個開關型霍爾傳感器的信號輸出端連接，并入串出移位寄存器的輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端與數字顯示模塊連接。
[0007]并入串出移位寄存器用于將同時從各開關型霍爾傳感器輸出的并行信號轉換成串行信號，送入單片機內判斷，單片機進行相應判斷后，將油位通過數字顯示模塊顯示出來。
[0008]其工作原理如下:電路板上的每個開關型霍爾傳感器對應一個油位，當機動車油箱內的燃油油位發生變化時，浮子以及其內的磁環隨油位變化而上下浮動，當浮子浮到某一個開關型霍爾傳感器高度時，該開關型霍爾傳感器受到磁環產生的磁場的作用而對地導通，輸出低電平，而其它開關型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，每個開關型霍爾傳感器輸出的信號經并入串出移位寄存器轉換后，送入單片機內判斷，單片機判斷后輸出給數字顯示模塊顯示油位。
[0009]本發明的各個部件之間沒有任何機械接觸點，不會產生電火花，使用壽命長；開關型霍爾傳感器結構簡單、性能穩定且尺寸小，從而使油位計具有較高的穩定性和分辨率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明放置在油箱內的示意圖。
[0011]圖2為本發明的電路原理框圖。
[0012]圖3為本發明中各開關型霍爾傳感器的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0014]如圖1、圖2和圖3所示的基于霍爾效應的油位計，包括不銹鋼保護管7，不銹鋼保護管7的頂部設有處理及顯示電路板I，處理及顯示電路板I上設有并入串出移位寄存器
11、單片機12和數字顯示模塊13，不銹鋼保護管7上套裝有隨液位變化而上下移動的浮子3，浮子3的內部設有磁環4，不銹鋼保護管7的內部設有與其長度相適配的電路板6，該電路板6沿其長度方向等間距的布置有八個開關型霍爾傳感器5，從下往上依次編號為第一霍爾傳感器Ul (油位標定為10mm)、第二霍爾傳感器U2 (油位標定為20mm)、第三霍爾傳感器U3 (油位標定為30mm)、第四霍爾傳感器U4 (油位標定為40mm)、第五霍爾傳感器U5 (油位標定為50mm)、第六霍爾傳感器U6 (油位標定為60mm)、第七霍爾傳感器U7 (油位標定為70mm)和第八霍爾傳感器U8 (油位標定為80mm)，八個開關型霍爾傳感器均為雙極性開關型霍爾傳感器。
[0015]其中，第一霍爾傳感器Ul的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第一上拉電阻Rl接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第一輸入端；第二霍爾傳感器U2的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第二上拉電阻R2接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第二輸入端；第三霍爾傳感器U3的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第三上拉電阻R3接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第三輸入端；第四霍爾傳感器U4的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第四上拉電阻R4接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第四輸入端；第五霍爾傳感器U5的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第五上拉電阻R5接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第五輸入端；第六霍爾傳感器U6的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第六上拉電阻R6接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第六輸入端；第七霍爾傳感器U7的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第七上拉電阻R7接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第七輸入端；第八霍爾傳感器U8的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號輸出端通過第八上拉電阻R8接工作電壓VCC，并通過接線端子Jl接并入串出移位寄存器11的第八輸入端；并入串出移位寄存器11的輸出端與單片機12的輸入端連接，單片機12的輸出端與數字顯示模塊13連接。[0016]將上述油位計插入油箱2內，不銹鋼保護管7浸入燃油內，處理及顯示電路板I位于油箱2外部，即可進行油位測量。油位變化時，浮子3以及其內的磁環4隨油位變化而上下浮動，當浮子3浮到某一個開關型霍爾傳感器高度時，該開關型霍爾傳感器受到磁環產生的磁場的作用而對地導通，輸出低電平，而其它開關型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，每個開關型霍爾傳感器輸出的信號經并入串出移位寄存器11轉換后，送入單片機12內判斷，單片機12判斷后輸出給數字顯示模塊13顯示油位。比如浮子3浮到第五霍爾傳感器U5的高度時,第五霍爾傳感器U5受到磁環4產生的磁場的作用而對地導通,輸出低電平，而其它開關型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，八個開關型霍爾傳感器的信號并行送到并入串出移位寄存器11后，經并入串出移位寄存器11轉換為串行信號，送入單片機12內判斷，單片機12判斷后輸出給數字顯示模塊13，數字顯示模塊13顯示油位為50_ ;如果浮子3浮到第三霍爾傳感器U3和第四霍爾傳感器U4之間，第三霍爾傳感器U3和第四霍爾傳感器U4都同時受到磁環4產生的磁場的作用而對地導通，則第三、第四霍爾傳感器都輸出低電平，而其它開關型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，則數字顯示模塊13顯示油位為35mm,從而使油位計的分辨率達到5mm。
[0017]本實施例中開關型霍爾傳感器的數量也可以為其它數值，具體根據油箱的高度、所要求的分辨率的大小確定；對于同等高度的油箱，開關型霍爾傳感器的數量越多，油位計的分辨率越高。
【權利要求】
1.一種基于霍爾效應的油位計，包括不銹鋼保護管(7)，不銹鋼保護管上套裝有隨液位變化而上下移動的浮子(3)，浮子內設有磁環(4)，其特征是:不銹鋼保護管內設有與其長度相適配的電路板(6)，該電路板沿其長度方向等間距的布置有至少三個開關型霍爾傳感器(5)，每個開關型霍爾傳感器均與位于不銹鋼保護管頂部的處理及顯示電路板(I)電連接。
2.根據權利要求1所述的基于霍爾效應的油位計，其特征是:所述處理及顯示電路板(I)上設有并入串出移位寄存器(11)、單片機(12)和數字顯示模塊(13)，并入串出移位寄存器(11)的輸入端與每個開關型霍爾傳感器(5)的信號輸出端連接，并入串出移位寄存器的輸出端與單片機(12)的輸入端連接，單片機的輸出端與數字顯示模塊(13)連接。
【文檔編號】G01F23/74GK103791984SQ201210420795
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優先權日:2012年10月29日
【發明者】葉會英, 張慶彬, 錢紅英, 張慶鳳 申請人:重慶卓特科技有限公司