[发明专利]具有故障检测功能的霍尔开关信号采集电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有故障检测功能的霍尔开关信号采集电路。

背景技术

霍尔开关是一种利用霍尔效应的磁感应式电子开关，属于有源磁电转换器件，当外部磁场变化时此器件可以输出电脉冲信号。

由于霍尔开关具有无触点、低功耗、长寿命、响应频率高等诸多优点，能够在恶劣环境下可靠的工作。机电设备一般使用霍尔开关实现位置和转速的检测，并根据检测的状态实现自动控制，一旦霍尔开关出现故障，将会导致设备无法正常运行。

当检测点多且分布较散时，霍尔开关与主控电路一般通过排线连接，针对霍尔开关因接线端子接触不良、线断、损坏而出现的故障，目前一般采用人工排查的方法进行故障诊断，费时费力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有故障检测功能的霍尔开关信号采集电路，能够解决现有霍尔开关信号采集电路由于霍尔开关分布位置散乱、有可能导致故障的接线数量多而造成故障定位慢的问题。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种具有故障检测功能的霍尔开关信号采集电路，其特征在于：所述的霍尔开关信号采集电路包括主控电路和N个霍尔开关电路，其中，N为正整数；每一个所述霍尔开关电路均设有一个霍尔开关和一个异或门，其中，所述霍尔开关用于检测霍尔开关电路所在检测点的磁场变化，所述霍尔开关的输出端与所述异或门的第一输入端连接；所述主控电路对应每一个霍尔开关电路设有一个控制端口和一个检测端口，所述主控电路的每一个控制端口均通过一根控制线与对应霍尔开关电路的异或门第二输入端连接、每一个检测端口均通过一根检测线与对应霍尔开关电路的异或门输出端连接；

所述主控电路预设有常规采集时间和故障检测时间，其交替工作在常规采集状态和故障检测采集状态下，其中：

进入常规采集状态时，所述主控电路在常规采集时间内按以下方式分别采集每一个所述霍尔开关的输出电平状态：保持所述控制端口向所述异或门第二输入端输出的电平状态不变、并用所述检测端口检测所述异或门输出端的电平状态，按照异或门的逻辑关系式判断出所述异或门第一输入端的电平状态即所述霍尔开关的输出电平状态；

进入故障检测采集状态时，所述主控电路在故障检测时间内按以下方式分别采集每一个所述霍尔开关的输出电平状态并检测该霍尔开关所在的霍尔开关电路是否发生故障：翻转所述控制端口向所述异或门第二输入端输出的电平状态、并用所述检测端口分别检测该翻转前所述异或门输出端的电平状态Ci和该翻转后所述异或门输出端的电平状态Di，按照异或门的逻辑关系式判断出所述异或门第一输入端的电平状态即所述霍尔开关的输出电平状态，并且，如果电平状态Ci与Di相异，则判断所述霍尔开关电路无故障，如果电平状态Ci与Di相同，则判断所述霍尔开关电路出现故障，其中，i为取值1至N的正整数，其表示霍尔开关电路的序号。

其中，所述故障检测时间的取值，使得所述霍尔开关的输出电平状态能够在该故障检测时间内保持不变，并且，使得所述检测端口足以分别检测出所述异或门输出端在所述控制端口输出电平翻转前后的电平状态Ci和Di。

作为本发明的优选实施方式，所述主控电路通过总线方式与外部设备连接，所述主控电路在常规采集状态下将所述N个霍尔开关的输出电平状态打包传送给外部设备、并在故障检测采集状态下将所述N个霍尔开关的输出电平状态和每一个霍尔开关对应的霍尔开关电路的故障检测结果打包传送给外部设备。

为了便于提醒故障位置，作为本发明的一种改进，所述的霍尔开关信号采集电路还包括报警电路；所述报警电路设有蜂鸣器并对应每一个所述霍尔开关电路设有一盏故障指示灯，所述主控电路与报警电路的控制端连接，所述主控电路在检测到任意一个或以上所述霍尔开关电路出现故障时控制所述蜂鸣器开启报警声音、在检测到所述N个霍尔开关电路均无故障时控制所述蜂鸣器关闭报警声音，并且，所述主控电路点亮出现故障的霍尔开关电路所对应的故障指示灯、熄灭无故障的霍尔开关电路所对应的故障指示灯。

其中，每一个所述霍尔开关电路均设有电源端和地端，每一个所述霍尔开关电路的电源端均通过一条电源线与所述主控电路的电源端连接、地端通过一条地线与所述主控电路的地端连接，所述主控电路通过各条电源线为对应霍尔开关电路的霍尔开关和异或门供电。

作为本发明的优选实施方式，每一个所述霍尔开关电路与所述主控电路之间的控制线、检测线、电源线和地线均由一条四芯排线实现。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：