一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计及其制作方法与流程

本发明涉及一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计及其制作方法，属于车辆设备制备技术领域。

背景技术：

汽车在当今社会中的应用已经非常普遍，随着汽车行业的发展，一些汽车用的配套设备也逐渐发展壮大，其中转速计和速度计是汽车上必不可少的一个零部件，这就说明设计出一款新型实用的转速计和速度计是非常必要的，目前市场上采用的车用转速计和速度计传感器主要分为接触式和非接触式两类，其中接触式速度传感器的主要工作原理是传感器与运动物体直接接触，当运动物体与旋转式速度传感器接触时，摩擦力带动传感器的滚轮转动；装在滚轮上的转动脉冲传感器，发送出一连串的脉冲，每个脉冲代表着一定的距离值，从而就能测出线速度；非接触式速度传感器主要有如下几种：(1)光电式车速传感器，由带孔的转盘、两个光导体纤维、一个发光二极管、一个作为光传感器的光电三极管组成、一个以光电三极管为基础的放大器为发动机控制电脑或点火模块提供足够功率的信号、光电三极管和放大器产生数字输出信号(开关脉冲)，发光二极管透过转盘上的孔照到光电二极管上实现光的传递与接收；(2)磁电式车速传感器(附图1)，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成，通常磁电式传感器内装有磁性铁，使传感器预先带有一定的磁场（附图1），当导磁的检测齿轮靠近传感元件时，由于齿轮是导磁性材料，会使通过线圈的磁通量减小（附图2），从而会产生一个电压信号，根据输出的信号测出车速。这也是目前汽车行业中应用最为广泛的一种转速传感器；(3)霍尔车速传感器（附图3），在永磁体前端某个位置将霍尔传感器固定，当导磁的检测齿轮较远时，穿过霍尔传感器的磁通量在霍尔效应下产生的电压信号不足以使霍尔器件输出一个电压值，此时霍尔传感器输出为低电平（附图3），当导磁的齿轮较近时，会导致穿过霍尔传感器的磁通量大大增加，由于霍尔效应会导致霍尔传感器输出一个高电平（附图4），利用这个高低电平就可以计算出转子的转速。

上述方法虽然已经在实际应用中被广泛使用，但在使用中还是存在一定的问题，对与接触式转速计来说，在使用过程中容易磨损而导致测量不准确，甚至是损坏，这类传感器一般应用在低端的电动汽车玩具中；对于光电式车速传感器来说，由于其需要的配套电路较为复杂，体积较大，安装时对空间的要求较高，这就极大的限制了光电式车速传感器的使用；对于磁电式车速传感器来说，由于其工作原理是测量磁通的变化带来的电压变化，当转子转速较低时，产生的信号电压较小，从而可能导致检测不到信号，而当转子转速过快时，产生的电压信号较大，有可能会达到后续电路处理的最大值而导致信号失真，测量不准；而对于目前最为广泛采用的霍尔传感器来说，由于霍尔传感器的驱动磁场较大(一般在40 Oe以上)，磁滞较大(一般在8 Oe以上)，静态电流较大(一般为10mA)，这就使得这类传感器被应用在较高转速的环境中时存在响应延时甚至是不响应的情况出现，这对于一些对车速要求较高的车型来说应用起来就比较吃力。且霍尔传感器需要附加的装置较多，驱动磁场较大，这就需要磁性较大的永磁体，从而增大了磁体的体积，导致在安装时不方便。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对现有技术的缺陷，提供一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计及其制作方法，它安装方便，体积较小，灵敏度高，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案

一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计的制作方法，该方法采用在AMR芯片旁边固定一个永磁体，调整角度使通过AMR芯片的磁通量达到饱和状态，这时芯片输出的是一个低电平信号，当电机的凸轮轴随着电机转子转动经过芯片时，由于凸轮轴上的齿轮是导磁材料，会使经过AMR芯片的磁通量为非饱和状态，这时芯片输出的就是一个高电平信号，随着电机转子的转动，芯片会输出一系列的脉冲信号，根据这个信号可以算出电机的转速。

一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计，包括与车辆电机转子一同转动的凸轮轴，在凸轮轴一旁固定AMR芯片，永磁体设置在AMR芯片对应位置使得通过AMR芯片的磁通量达到饱和状态，凸轮轴位于永磁体与AMR芯片之间形成磁感线的空间内，在凸轮轴转动时实现经过AMR芯片的磁通量发生变化。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明所制的转速计的结构简单，体积较小，对安装环境的要求较低，且应用的环境广泛，本发明只需要采用一个较小的永磁体和一个AMR磁阻开关芯片就能够实现传感功能；永磁体可以放置在芯片的任意一边；永磁体的放置角度可以根据需要进行调整，使得现场安装非常方便。

附图说明

附图1为磁电式转速传感器自带一定磁场时的结构示意图；

附图2为凸轮轴转动时穿过磁电式转速传感器的磁通量变化时的结构示意图

附图3为在凸轮轴上的齿轮未干扰到进入霍尔转速传感器的磁通量时的结构图；

附图4为在凸轮轴上的齿轮已干扰到进入霍尔转速传感器时的磁通量时的结构图；

附图5为本发明的结构示意图一；

附图6为本发明的结构示意图二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明用作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的实施例：一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计的制作方法，该方法采用在AMR芯片旁边固定一个永磁体，调整角度使通过AMR芯片的磁通量达到饱和状态，这时芯片输出的是一个低电平信号（附图5），当电机的凸轮轴随着电机转子转动经过芯片时，由于凸轮轴上的齿轮是导磁材料，会使经过AMR芯片的磁通量为非饱和状态，这时芯片输出的就是一个高电平信号（附图6），随着电机转子的转动，芯片会输出一系列的脉冲信号，根据这个信号可以算出电机的转速。

根据上述方法所构建的一种基于AMR磁阻开关芯片的转速计，如附图所示，包括与车辆电机转子一同转动的凸轮轴1，在凸轮轴1一旁固定AMR芯片2，永磁体3设置在AMR芯片2对应位置使得通过AMR芯片2的磁通量达到饱和状态，凸轮轴1位于永磁体3与AMR芯片2之间形成磁感线的空间内，在凸轮轴1转动时实现经过AMR芯片的磁通量发生变化。

由于AMR传感器具有更小的驱动磁场(一般为15 Oe)，更低的磁滞(一般为1.5 Oe)，更小的静态电流(一般为3μA)，频率最高可以达到KHz，这就使得这款产品能够被应用到更高的转速环境中，且性能更可靠。