[实用新型]一种霍尔式位置传感器

说明书

本实用新型揭示了一种霍尔式位置传感器，包括PCB板和信号磁钢，所述PCB板和信号磁钢轴向布置且之间具有间隙，所述PCB板上固定有两个呈90度电角度分布的霍尔芯片，所述信号磁钢由偶数个扇形磁区构成，两个所述霍尔芯片检测信号磁钢的磁场变化不相同。本实用新型的优点在于控制精度高，能够消除信号采样过程中引入的误差，并且制作成本低。

技术领域

本实用新型涉及霍尔式位置传感器领域。

背景技术

传统的霍尔式编码器是由双轨的磁环和霍尔芯片信号检测装置构成，磁环的一个内环轨道按照对应的电机极对数进行充磁，经过霍尔芯片检测磁场产生电机的转子磁极信号，外环轨道的磁环按照提高倍数的磁极对数充磁，经过霍尔芯片检测磁场产生电机的细分转子磁极位置信号，从而实现传统光电编码器的效果；或者由一个信号磁钢与两个开关型霍尔组成，信号磁钢上磁极为1对极或多对极，两个霍尔在空间上呈90度电角度分布。在旋转过程中通过霍尔波形的计数和逻辑过程来判定电机正反转方向、电机旋转的圈数，从而实现转子位置和转向的判断。

如图7所示，信号磁钢上磁极成N、S极空间均匀分布，霍尔芯片1、2空间呈90电角度分布。传感器使用时，磁钢与PCBA成如图1所示布置排列，当磁钢旋转时，磁场也随磁钢旋转，霍尔芯片随磁场的交替变化，开通或断开，从而产生电机的位置信号。

随着电动化、智能化及控制技术的不断发展，对控制精度的要求越来越高，这样就对传感器提出了更高的要求。如何消除信号采样过程中引入的误差，如何用最低的成本去达到需求，是当下面临的新的挑战。

传统的霍尔式传感器方案存在两个问题：

(1)计算圈数只能通过计算脉冲来间接计算，不能直接计数；

(2)由于信号传递过程中会存在干扰信号，ECU在对信号进行计数过程中可能会存在多计数或漏计数的情况，在这种情况下，如果没有一个圈数校准信号作为校准，将会导致位置信号产生累积误差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种误差小、精度高的霍尔式位置传感器结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种霍尔式位置传感器，包括PCB板和信号磁钢，所述PCB板和信号磁钢轴向布置且之间具有间隙，所述PCB板上固定有两个呈90度电角度分布的霍尔芯片，所述信号磁钢由偶数个扇形磁区构成，两个所述霍尔芯片检测信号磁钢的磁场变化不相同。

两个所述霍尔芯片采用不同的磁密导通阈值霍尔芯片，其中一个为低磁密导通阈值霍尔芯片，另一个为高磁密导通阈值霍尔芯片。

两个所述霍尔芯片的磁密导通阈值相同，其中一个霍尔芯片固定在PCB板的正面，另一个霍尔芯片固定在PCB板的反面。

所述信号磁钢的磁区中，仅一个磁区的磁性强于或弱于其他磁区磁性，其他磁区磁性相同。

所述信号磁钢所有磁区磁性相同，其中一个磁区向PCB板方向凸出，该磁区与PCB板的间隙小于其他磁区与PCB板的间隙。

本实用新型的优点在于控制精度高，能够消除信号采样过程中引入的误差，并且制作成本低。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为实施例1霍尔位置传感器结构示意图；

图2为实施例2霍尔位置传感器结构示意图；

图3为实施例3霍尔位置传感器结构示意图；

图4为实施例1中信号磁钢结构示意图；

图5为实施例2中信号磁钢结构示意图；

图6为霍尔位置传感器波形图；