一种基于冗余式设计的电感式传感器的利记博彩app

本实用新型涉及一种传感器，特别涉及一种基于冗余式设计的电感式传感器。

背景技术：

在汽车驾驶过程中，油门的重要性不言而喻，油门踏板中的传感器能将踏板的位置转换成电压信号，而电压信号的大小直接影响节气门的开度以及发动机喷油量的多少，能否准确的测量踏板的位置变化并达到驾驶员的目的，是衡量传感器性能的主要参数，因此传感器测量的精度和可靠性极大地影响了整个驾驶的舒适性及安全性。

现有技术中的电子油门踏板大都采用接触式(可变电阻式)传感器或霍尔式传感器技术，接触式的电子油门踏板使用时会受电刷和油墨的限制，使用寿命短，在使用了一定次数之后，碳刷的抓附力会变弱，容易出现信号不稳定或者没有信号等现象；霍尔式的电子油门踏板由于采用永久磁铁，会出现退磁的现象，影响信号输出，并且会产生电磁干扰，致使信号输出不纯，测量的精确度较低，因此亟需提出一种使用寿命长、测量精度高、抗干扰能力强的传感器。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于冗余式设计的电感式传感器，本实用新型能够准确地测量角度信号，而且使用寿命较长、工作稳定、抗干扰能力强。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术措施：

一种基于冗余式设计的电感式传感器，包括电路结构相同的第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元，所述第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元均包括设置于同一电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路，所述激励线圈采用中间抽头方式绕制，即为激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈和第二激励线圈，所述接收线圈至少设置为第一接收线圈和第二接收线圈；

所述第一激励线圈、第二激励线圈、第一接收线圈、第二接收线圈均沿扇形方向环绕排布，且第一激励线圈与第二激励线圈各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影重合；

所述第一激励线圈和第二激励线圈均设置在接收线圈的外侧，且第一激励线圈和第二激励线圈的旋绕方向相同；

第一接收线圈、第二接收线圈的绕线轨迹在电路板所处平面上的投影各自形成若干依次相连的闭合回路；

所述第一接收线圈和第二接收线圈之间以第一接收线圈或第二接收线圈所围成扇面的圆心为轴并旋转偏差一定角度设置；

所述第一激励线圈和第二激励线圈的旋绕圈数相同。

本实用新型还可以通过以下技术措施进一步实现。

优选的，第一接收线圈沿扇形方向呈弯折状布置，且第一接收线圈沿某一旋转方向绕设一定弧度后，再折返沿前述旋转方向的反方向绕设相同弧度；

所述第二接收线圈的绕线方式与第一接收线圈相同。

优选的，所述第一信号采集处理单元包括第一芯片，所述第一芯片的引脚1接地，第一芯片的引脚2连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接电源，所述第一芯片的引脚3连接第一电阻的一端以及第一三极管的发射极，所述第一电阻的另一端连接电源，所述第一三极管的基极连接第二三极管的集电极，第一三极管的集电极连接第一电压输出信号，第一芯片的引脚4连接第一电容的一端、第二三极管的基极以及电源，所述第一电容的另一端接地，所述第二三极管的发射极接地，第一芯片的引脚5连接第二电容的一端并接基准电源，所述第二电容的另一端连接第一芯片的引脚6、引脚7并接地，所述第一芯片的引脚8、引脚10分别连接第四电感的一端、第三电感的一端，所述第四电感的另一端、第三电感的另一端以及第一芯片的引脚9均接地，所述第一芯片的引脚11连接第三电阻的一端、第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接基准电源，所述第四电阻的另一端连接第四电容的一端、第五电容的一端并接地，所述第四电容的另一端连接第一芯片的引脚13以及第一电感的一端，所述第五电容的另一端连接第一芯片的引脚12以及第二电感的一端，所述第一电感的另一端以及第二电感的另一端均连接电源，所述第一芯片的引脚14连接第三电容的一端，所述第三电容的另一端连接电源；

所述第一电感即为第一激励线圈，所述第二电感即为第二激励线圈，所述第三电感即为第一接收线圈，所述第四电感即为第二接收线圈。

进一步的，所述第二信号采集处理单元与第一信号采集处理单元的电路结构相同；所述第二信号采集处理单元包括第二芯片，所述第二芯片的引脚1接地，第二芯片的引脚2连接第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端连接电源，所述第二芯片的引脚3连接第十一电阻的一端以及第三三极管的发射极，所述第十一电阻的另一端连接电源，所述第三三极管的基极连接第四三极管的集电极，第三三极管的集电极连接第二电压输出信号，第二芯片的引脚4连接第十一电容的一端、第四三极管的基极以及电源，所述第十一电容的另一端接地，所述第四三极管的发射极接地，第二芯片的引脚5连接第十二电容的一端并接基准电源，所述第十二电容的另一端连接第二芯片的引脚6、引脚7并接地，所述第二芯片的引脚8、引脚10分别连接第十四电感的一端、第十三电感的一端，所述第十四电感的另一端、第十三电感的另一端以及第二芯片的引脚9均接地，所述第二芯片的引脚11连接第十三电阻的一端、第十四电阻的一端，所述第十三电阻的另一端连接基准电源，所述第十四电阻的另一端连接第十四电容的一端、第十五电容的一端并接地，所述第十四电容的另一端连接第二芯片的引脚13以及第十一电感的一端，所述第十五电容的另一端连接第二芯片的引脚12以及第十二电感的一端，所述第十一电感的另一端以及第十二电感的另一端均连接电源，所述第二芯片的引脚14连接第十三电容的一端，所述第十三电容的另一端连接电源；

所述第十一电感即为第一激励线圈，所述第十二电感即为第二激励线圈；所述第十三电感即为第一接收线圈，所述第十四电感即为第二接收线圈。

进一步的，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管均为带阻三极管。

进一步的，所述LC振荡电路包括第六电容和第五电感，所述第六电容与第五电感串联。

更进一步的，两个所述LC振荡电路均沿扇形方向环绕排布置于同一电路板上，且两个LC振荡电路各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影彼此相平行。

更进一步的，所述闭合回路的形状为菱形或矩形或扇形。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型采用了冗余设计，包括电路结构相同的第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元，当其中一组电路出现故障时，另一组电路会代替故障的电路来继续测量角度信号，因此本实用新型不会因为故障而停止工作，大大的增强了本实用新型的稳定性以及可靠性。所述第一信号采集处理单元和第二信号采集处理单元均包括设置于电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的LC振荡电路，采用LC振荡电路代替原有的金属转子，LC振荡电路在激励线圈磁场的作用之下，产生一个与激励线圈磁场方向相同的磁场，相比于激励线圈产生的磁场，有一个加强的效果，转子采用LC振荡电路的形式便于转子的安装和拆卸，同时也增大了气隙的选择空间，因此本实用新型的抗干扰能力强、使用寿命长，能够精确测量角度信号。

2)、本实用新型中的第一接收线圈和第二接收线圈均沿扇形方向环绕排布，且圆心相同，第一接收线圈沿扇形方向呈弯折状布置，且第一接收线圈沿某一旋转方向绕设一定弧度后，再折返沿前述旋转方向的反方向绕设相同弧度，所述第二接收线圈的绕线方式与第一接收线圈相同，因此第一接收线圈、第二接收线圈的正反回路之间产生的感应电动势相互抵消，激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈和第二激励线圈，可以将第一激励线圈和第二激励线圈看成一个采用中间抽头方式绕制的激励线圈，因此这种LC自然振荡线圈结构所产生的正弦激励信号具备谐波含量低、失真度小、稳定性高的优点。

3)、所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管均为带阻三极管，带阻三极管饱和导通时，管压降很小。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的接收线圈与激励线圈之间的绕线结构图；

图3为本实用新型的LC振荡电路的绕线结构图；

图4为本实用新型的电路原理图。

图中的附图标记含义如下：

10—第一信号采集处理单元 11—LC振荡电路

20—第二信号采集处理单元 L1、L2—第一激励线圈、第二激励线圈

L3、L4—第一接收线圈、第二接收线圈

R1～R4—第一电阻～第四电阻 R11～R14—第十一电阻～第十四电阻

C1～C6—第一电容～第六电容 C11～C15—第十一电容～第十五电容

L1～L5—第一电感～第五电感 L11～L14—第十一电感～第十四电感

U1、U2—第一芯片、第二芯片 V1～V4—第一三极管～第四三极管

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～3所示，一种基于冗余式设计的电感式传感器，采用了冗余设计，包括电路结构相同的第一信号采集处理单元10和第二信号采集处理单元20，所述第一信号采集处理单元10的输入端连接第一角度信号，第一信号采集处理单元10的输出端连接第一电压输出信号；所述第二信号采集处理单元20的输入端连接第二角度信号，第二信号采集处理单元20的输出端连接第二电压输出信号。当其中一组信号采集处理单元出现故障时，另一组信号采集处理单元会代替故障的电路来继续测量角度信号，因此本实用新型不会因为故障而停止工作，大大的增强了整个踏板的稳定性以及可靠性；

所述第一信号采集处理单元10和第二信号采集处理单元20均包括设置于同一电路板上的激励线圈、接收线圈以及固定在另一电路板上的随着转轴的旋转而转动的LC振荡电路11，所述激励线圈采用中间抽头方式绕制，即为激励线圈设置为依次串联的第一激励线圈L1和第二激励线圈L2，所述接收线圈至少设置为第一接收线圈L3和第二接收线圈L4；

所述第一激励线圈L1、第二激励线圈L2、第一接收线圈L3、第二接收线圈L4均沿扇形方向环绕排布，且第一激励线圈L1与第二激励线圈L2各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影重合；

所述第一激励线圈L1和第二激励线圈L2均设置在接收线圈的外侧，且第一激励线圈L1和第二激励线圈L2的旋绕方向相同；

第一接收线圈L3、第二接收线圈L4的绕线轨迹在电路板所处平面上的投影各自形成若干依次相连的闭合回路；

所述第一接收线圈L3和第二接收线圈L4之间以第一接收线圈L3或第二接收线圈L4所围成扇面的圆心为轴并旋转偏差一定角度设置；

所述第一激励线圈L1和第二激励线圈L2的旋绕圈数相同。

如图2所示，第一接收线圈L3沿扇形方向呈弯折状布置，且第一接收线圈L3沿某一旋转方向绕设一定角度后，再折返沿前述旋转方向的反方向绕设相同角度；第二接收线圈L4的绕线方式与第一接收线圈L3相同。

如图4所示，所述第一信号采集处理单元10包括第一芯片U1，所述第一芯片U1的引脚1接地，第一芯片U1的引脚2连接第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接电源，所述第一芯片U1的引脚3连接第一电阻R1的一端以及第一三极管V1的发射极，所述第一电阻R1的另一端连接电源，所述第一三极管V1的基极连接第二三极管V2的集电极，第一三极管V1的集电极连接第一电压输出信号，第一芯片U1的引脚4连接第一电容C1的一端、第二三极管V2的基极以及电源，所述第一电容C1的另一端接地，所述第二三极管V2的发射极接地，第一芯片U1的引脚5连接第二电容C2的一端并接基准电源，所述第二电容C2的另一端连接第一芯片U1的引脚6、引脚7并接地，所述第一芯片U1的引脚8、引脚10分别连接第四电感L4的一端、第三电感L3的一端，所述第四电感L4的另一端、第三电感L3的另一端以及第一芯片U1的引脚9均接地，所述第一芯片U1的引脚11连接第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端，所述第三电阻R3的另一端连接基准电源，所述第四电阻R4的另一端连接第四电容C4的一端、第五电容C5的一端并接地，所述第四电容C4的另一端连接第一芯片U1的引脚13以及第一电感L1的一端，所述第五电容C5的另一端连接第一芯片U1的引脚12以及第二电感L2的一端，所述第一电感L1的另一端以及第二电感L2的另一端均连接电源，所述第一芯片U1的引脚14连接第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端连接电源；

所述第一电感L1即为第一激励线圈L1，所述第二电感L2即为第二激励线圈L2，所述第三电感L3即为第一接收线圈L3，所述第四电感L4即为第二接收线圈L4；

外部接口的第六接口即为电压输出接口一连接所述第一三极管V1的集电极，外部接口的第五接口即为接地接口连接所述第二三极管V2的发射极，外部接口的第二接口即为电源接口连接所述第二三极管V2的基极。

如图4所示，所述第二信号采集处理单元20与第一信号采集处理单元10的电路结构相同；所述第二信号采集处理单元20包括第二芯片U2，所述第二芯片U2的引脚1接地，第二芯片U2的引脚2连接第十二电阻R12的一端，所述第十二电阻R12的另一端连接电源，所述第二芯片U2的引脚3连接第十一电阻R11的一端以及第三三极管V3的发射极，所述第十一电阻R11的另一端连接电源，所述第三三极管V3的基极连接第四三极管V4的集电极，第三三极管V3的集电极连接第二电压输出信号，第二芯片U2的引脚4连接第十一电容C11的一端、第四三极管V4的基极以及电源，所述第十一电容C11的另一端接地，所述第四三极管V4的发射极接地，第二芯片U2的引脚5连接第十二电容C12的一端并接基准电源，所述第十二电容C12的另一端连接第二芯片U2的引脚6、引脚7并接地，所述第二芯片U2的引脚8、引脚10分别连接第十四电感L14的一端、第十三电感L13的一端，所述第十四电感L14的另一端、第十三电感L13的另一端以及第二芯片U2的引脚9均接地，所述第二芯片U2的引脚11连接第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端，所述第十三电阻R13的另一端连接基准电源，所述第十四电阻R14的另一端连接第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端并接地，所述第十四电容C14的另一端连接第二芯片U2的引脚13以及第十一电感L11的一端，所述第十五电容C15的另一端连接第二芯片U2的引脚12以及第十二电感L12的一端，所述第十一电感L11的另一端以及第十二电感L12的另一端均连接电源，所述第二芯片U2的引脚14连接第十三电容C13的一端，所述第十三电容C13的另一端连接电源；

所述第十一电感L11即为第一激励线圈L1，所述第十二电感L12即为第二激励线圈L2；所述第十三电感L13即为第一接收线圈L3，所述第十四电感L14即为第二接收线圈L4。

外部接口的第四接口即为电压输出接口二连接所述第三三极管V3的集电极，外部接口的第三接口即为接地接口连接所述第四三极管V4的发射极，外部接口的第一接口即为电源接口连接所述第四三极管V4的基极，电压输出接口一和电压输出接口二输出的电压比为1：2或1:1。

所述第一三极管V1、第二三极管V2、第三三极管V3、第四三极管V4均为带阻三极管。

所述LC振荡电路11包括第六电容C6和第五电感L5，所述第六电容C6与第五电感L5串联，两个所述LC振荡电路11均沿扇形方向环绕排布置于同一电路板上，且两个LC振荡电路11各自围成的扇面在电路板所处平面上的投影彼此相平行。

所述闭合回路的形状为菱形或矩形或扇形。

所述第一芯片U1和第二芯片U2的引脚1为接地引脚、引脚2为数字输出引脚、引脚3为模拟输出引脚、引脚4为可编程电源口引脚、引脚5为电源引脚、引脚6和引脚7均为悬空引脚、引脚8和引脚10均为信号接收引脚、引脚9为接地引脚、引脚11为信号锁端口引脚、引脚12和引脚13均为正弦交流信号产生引脚、引脚14为悬空引脚；所述第一芯片U1、第二芯片U2均为可定制芯片，凡是带有上述引脚功能的芯片均可使用。

本实用新型在使用时，可以与现有技术中的软件配合来进行使用。下面结合现有技术中的软件对本实用新型的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

本实用新型通常用于油门踏板中，驾驶员通过改变踏板的位置，踏板转轴带动传感器的转轴旋转，本实用新型的信号采集处理单元接收角度信号，经过内部芯片的处理，输出电压信号。通过电子控制单元来判断电压信号的大小，控制节气门的开度，调整发动机喷油量，达到驾驶员的加减速的目的和意图。转子采用电路板上布置LC振荡电路11的形式，激励线圈供电产生交变磁场，LC振荡电路11产生的涡流磁场相比于激励线圈产生的磁场要弱，以至于当接收线圈产生的感应电压较弱的情况下，无法采集位置信号，而LC振荡电路11在激励线圈磁场的作用之下，产生一个与激励线圈磁场方向相同的磁场，相比于激励线圈产生的磁场，有一个加强的效果，同时也增大了气隙的选择空间，而且能够准确地测量角度信号。