一種基于mlx90316的磁性角度傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種磁性角度傳感器，尤其涉及一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，屬于傳感器控制領域。
【背景技術】
[0002]磁場傳感器是可以將各種磁場及其變化的量轉變成電信號輸出的裝置。自然界和人類社會生活的許多地方都存在磁場或與磁場相關的信息。利用人工設置的永久磁體產生的磁場，可作為許多種信息的載體。因此，探測、采集、存儲、轉換、復現和監控各種磁場和磁場中承載的各種信息的任務，自然就落在磁場傳感器身上。在當今的信息社會中，磁場傳感器已成為信息技術和信息產業中不可缺少的基礎元件。目前，人們已研制出利用各種物理、化學和生物效應的磁傳感器，并已在科研、生產和社會生活的各個方面得到廣泛應用，承擔起探究種種信息的任務。
早先的磁傳感器，是伴隨測磁儀器的進步而逐步發展的。在眾多的測磁方法中，大都將磁場信息變成電訊號進行測量。在測磁儀器中“探頭”或“取樣裝置”就是磁傳感器。隨著信息產業、工業自動化、交通運輸、電力電子技術、辦公自動化、家用電器、醫療儀器等等的飛速發展和電子計算機應用的普及，需用大量的傳感器將需進行測量和控制的非電參量，轉換成可與計算機兼容的訊號，作為它們的輸入訊號，這就給磁傳感器的快速發展提供了機會，形成了相當可觀的磁傳感器產業
角度傳感器廣泛應用于汽車、機械、航空、航天、航海、工業自動化等領域。它主要分為接觸式和非接觸式兩種，由于接觸式的角度傳感器隨著使用時間的增長，會存在機械磨損、精度降低、經常維修甚至更換新設備等缺點，這不僅提高了生產成本還容易使被測設備的質量沒保證，而非接觸式角度傳感器則克服了這些缺點。常用的非接觸式角度傳感器有光電式和磁電式的。光電式的雖然精度比磁電式的高，但對環境要求苛刻、抗震性也較差，因此也就不適用于環境較復雜的工業場所。正是基于這些問題，設計一種基于磁電式的角度傳感器，它具有成本低廉，抗干擾性高，分辨力在0.5°以內等優點。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種接觸式、低成本、高分辨率，高抗干擾的基于MLX90316的磁性角度傳感器。
[0004]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案
一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，包含磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊、模數轉換電路、放大電路和電源模塊，所述磁感應信號檢測電路通過依次連接的模數轉換電路、放大電路連接微控制器模塊，所述微控制器模塊的輸出端連接信號輸出模塊，所述電源模塊用于提供磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊所需電會K ;
所述放大電路包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，模數轉換電路的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負極與第三電阻串聯后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接微控制器模塊的輸入端。
[0005]作為本發明一種基于MLX90316的磁性角度傳感器的進一步優選方案，所述微控制器模塊采用Freescale公司的MC9S08DZ60微處理器。
[0006]作為本發明一種基于MLX90316的磁性角度傳感器的進一步優選方案，所述磁感應信號檢測電路的芯片型號為MLX90316。
[0007]作為本發明一種基于MLX90316的磁性角度傳感器的進一步優選方案，所述模數轉換電路的芯片型號為TMS320LF240。
[0008]作為本發明一種基于MLX90316的磁性角度傳感器的進一步優選方案，所述電源模塊采用可充電電池。
[0009]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1、本發明成本低廉，抗干擾性高，分辨力在0.5°以內；
2、本發明在為實現惡劣環境下角度值的測量的基礎上，使用了一種基于MLX90316的非接觸式、低成本、高分辨率，高抗干擾的磁性角度傳感器。通過對機械結構和硬件電路的分析，找出誤差來源，實現角度值的測量，精度能達到0.5°，滿足所要求的技術指標，可廣泛運用于汽車、電機等工業領域中。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的結構原理圖；
圖2是本發明放大電路電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，包含磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊、模數轉換電路、放大電路和電源模塊，所述磁感應信號檢測電路通過依次連接的模數轉換電路、放大電路連接微控制器模塊，所述微控制器模塊的輸出端連接信號輸出模塊，所述電源模塊用于提供磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊所需電能；
如圖2所示，所述放大電路包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，模數轉換電路的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負極與第三電阻串聯后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接微控制器模塊的輸入端。
[0012]其中，所述微控制器模塊采用Freescale公司的MC9S08DZ60微處理器，所述磁感應信號檢測電路的芯片型號為MLX90316，所述模數轉換電路的芯片型號為TMS320LF240，所述電源模塊采用可充電電池。
[0013]磁感應信號檢測電路主要通過集成有雙軸霍爾元件的集成芯片感知角度的變化，并以模擬信號或數字信號方式輸出到微處理器中，經過一定的編碼和解碼，由微處理器輸出工業用的電壓或電流信號，或者以串口通信方式輸出數字信號。為了減小系統的復雜度和誤差來源，信號采集單元選擇Melexis公司的MLX90316芯片。它屬于CMOS霍爾傳感器，可以輸出與芯片表面平行的磁場相對應的角度位置信息，并以SPI的串行通信方式輸出數字信號，這極大的減小了系統設計的復雜度。
[0014]微控制器模塊選用Freescale公司的MC9S08DZ60，它是一款小體積、低成本、低功耗和較多外部接口的16位微處理器；它具有24路12位的A/D通道、控制器區域網絡、串行外圍設備接口模塊、串行通信接口、內部集成電路總線等外設數字接口，很適合與外界進行數字信號通信。
[0015]當磁鐵在芯片表面上方旋轉時，MLX90316芯片內的集磁片可以將平行作用于芯片表面的磁場集中起來，并在MC結構的邊緣產生正比于磁場的垂直分量，再通過兩對位于IMC下方的傳統平面霍爾元件來檢測此信號。
[0016]本發明為實現惡劣環境下角度值的測量的基礎上，發明了一種基于MLX90316的非接觸式、低成本、高分辨率，高抗干擾的磁性角度傳感器的設計方案。方案利用霍爾傳感器MLX90316所設計的磁性角度傳感器具有非接觸式、高精度、高抗干擾等優點。通過對機械結構和硬件電路的分析，找出誤差來源，在此基礎上編寫軟件算法，實現角度值的測量，精度能達到0.5°，滿足所要求的技術指標，可廣泛運用于汽車、電機等工業領域中。
[0017]綜上所述，本發明只保護硬件之間的連接關系及整體結構，不保護硬件所涉及的具體算法，以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，其特征在于:包含磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊、模數轉換電路、放大電路和電源模塊，所述磁感應信號檢測電路通過依次連接的模數轉換電路、放大電路連接微控制器模塊，所述微控制器模塊的輸出端連接信號輸出模塊，所述電源模塊用于提供磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊所需電能；所述放大電路包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，模數轉換電路的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負極與第三電阻串聯后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接微控制器模塊的輸入端。2.根據權利要求1所述的一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，其特征在于:所述微控制器模塊采用Freescale公司的MC9S08DZ60微處理器。3.根據權利要求1所述的一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，其特征在于:所述磁感應信號檢測電路的芯片型號為MLX90316。4.根據權利要求1所述的一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，其特征在于:所述模數轉換電路的芯片型號為TMS320LF240。5.根據權利要求1所述的一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，其特征在于:所述電源模塊采用可充電電池。
【專利摘要】本發明公開了一種基于MLX90316的磁性角度傳感器，包含磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊、模數轉換電路、放大電路和電源模塊，所述磁感應信號檢測電路通過依次連接的模數轉換電路、放大電路連接微控制器模塊，所述微控制器模塊的輸出端連接信號輸出模塊，所述電源模塊用于提供磁感應信號檢測電路、微控制器模塊、信號輸出模塊所需電能。
【IPC分類】G01B7/30
【公開號】CN105043239
【申請號】CN201510483359
【發明人】涂善軍, 何斌, 楊宏江, 沈國慶, 吳月飛, 楊啟超
【申請人】南京博納威電子科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月8日