电感磁导航传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器结构领域，尤其是涉及一种电感磁导航传感器。

背景技术：

磁导航传感器，主要用于感应微弱磁场并根据磁场强度分布，并将信号反馈给控制系统，目前主要应用于工业AGV和送餐机器人等行业。现有的磁导航传感器存在下述缺点：

（1）现有磁导航传感器基本采用普通电源，由于普通电源有温漂以及其它不稳定因素，给传感器和后面采集电路供电后，容易造成测试系统不稳定。同时现有的电源直接连接主控单元，由主控单元将电源传输至各个单元，加重主控单元的负担，使传感器整体运行速度减慢、准确性变差。

（2）现有磁导航传感器由于电路设计复杂，需要微处理器过多的计算，导致响应慢，市面上磁导航传感器响应速度基本为100HZ。

（3）现有磁导航传感器电源部分和通讯部分接错时，或者由于电源的高强度干扰等，容易烧磁导航传感器。

（4）现有的磁导航传感器，为节省成本，大多是8位的，导致机器人在转弯时容易出轨。

（5）现有磁导航传感器由于电路设计复杂，体积大，PCB设计能力有限等，导致PCB设计的太宽，导致磁导航传感器尺寸很大，很宽，不利于安装。

（6）现有磁导航传感器大多采用IO方式，线多，线束复杂，且电子元器件数量多，导致功耗比较大。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种结构简单，体积小，供电稳定的电感磁导航传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种电感磁导航传感器，包括主控单元和连接主控单元的感应检测电路，所述感应检测电路包括电感线圈单元和连接电感线圈单元输出端的地磁传感检测单元；地磁传感检测单元双向连接所述主控单元；还包括连接所述地磁传感检测单元和主控单元的电源单元；该电源单元包括可与外部电源连接的防反接电路、连接防反接电路的第一LC滤波电路、连接第一LC滤波电路的DC-DC降压电路及连接DC-DC降压电路的第二LC滤波电路；该第二LC滤波电路具有连接所述地磁传感检测单元和主控单元的电源输出端。本实用新型只用到了主控单元、电感线圈单元、地磁传感检测单元及电源单元，所需部件少，结构简单，容易实现，体积小，易安装，成本低；所述结构的电源单元直接连接于地磁传感检测单元和主控单元，保证供电稳定、温漂极低，能大幅度提高测试的稳定性，响应速度更快、使用的准确性高、同时防止电源反接而烧毁传感器。

进一步地，所述电感线圈单元包括16个电感线圈，每一电感线圈的一端接地，另一端连接地磁传感检测单元的信号输入一端。所述数量的电感线圈在保证感应效果的同时，将数量减至最少。

进一步地，所述地磁传感检测单元包括至少一个地磁芯片，每一地磁芯片均具有可与第二LC滤波电路连接的第一电源输入引脚、第一复位引脚、第一匹配引脚及连接电感线圈单元的信号输入端。第一复位引脚可连接第一复位电路，所述第一匹配引脚可连接第一匹配电阻，进而能通过地磁传感检测单元控制电感线圈单元，所述地磁芯片可分担主控芯片的信息处理负担，提高传感器的运行速度和使用效果。

进一步地，所述主控单元包括主控芯片，主控芯片具有与第二LC滤波电路连接的第二电源输入引脚、第二复位引脚、第二晶振连接引脚及SWD烧写程序引脚。结构简单，使用效果好。

进一步地，还包括连接所述主控单元的指示灯单元，每一指示灯单元均包括至少一路指示灯电路，该指示灯电路连接于主控单元的输出端。通过指示灯电路显示当前传感器的工作状态，方便使用者观察。

进一步地，还包括连接主控单元的通讯单元。可方便与外部设备连接。

进一步地，所述通讯单元包括至少一路RS232通讯电路和可与外部设备连接的通讯接口，该通讯接口连接RS232通讯电路，RS232通讯电路连接主控单元。采用RS232通讯方式，接线简单，线束少，操作方便，最少只需接4根线即可。且通讯接口还串接了22欧电阻，然后再接100pF电容之后接地，起到通讯部分抗冲击的作用。

综上所述，本实用新型结构简单，体积小，易安装，成本低，供电稳定，温漂极低，能大幅度提高测试稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电源单元与地磁传感器检测单元、主控单元的连接示意图；

图3为本实用新型的通讯单元与主控单元连接示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，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、完整的描述。

如图1-3所示，一种电感磁导航传感器，包括主控单元1、感应检测电路及电源单元4。该感应检测电路连接主控单元1。电源单元4连接所述地磁传感检测单元3和主控单元1的电源输入端。

具体的，所述感应检测电路包括电感线圈单元2和地磁传感检测单元3。地磁传感检测单元3的输入端连接电感线圈单元2的输出端。地磁传感检测单元3双向连接所述主控单元1，进而实现信号的双向传输。

如图2所示，所述电源单元4包括依次连接的防反接电路41、第一LC滤波电路42、DC-DC降压电路43及第二LC滤波电路44。防反接电路41可与外部电源100连接，该第二LC滤波电路44的电源输出端连接所述地磁传感检测单元3和主控单元1。外部电源100从防反接电路41输入，经过第一LC滤波电路42，再经过DC-DC降压电路43，之后再经过第二LC滤波电路44，再产生高稳定性的电源电路，产生一路3V高压稳定电源，分别给地磁传感检测单元3和主控单元1的电源输入端供电。具体的，防反接电路41串联的SS14二极管，由于是串联，即使电源接反，也不会烧毁电路。DC-DC降压电路选用LM2596HV-5V DC-DC芯片，输入电压最高可达65V；高稳定电源电路，由基准源和运放及发放大电路构成，基准源选用的是REF3133，由于基准源电源稳定，温漂极低，即可产生高稳定电源。

再者，所述电感线圈单元2包括16个电感线圈，当然所述电感线圈的数量也可根据需要设置。其中，每一电感线圈的一端接地，另一端连接地磁传感检测单元3的信号输入一端。磁导航传感器数量采用了16位，感应范围大，机器人即使高速转弯，也不容易出轨；且电路设计简单，电子元器件数量少，PCB设计能力强，使产品PCB设计尺寸大幅度缩小，大幅度降低了产品尺寸和产品功耗。所述地磁传感检测单元3包括6片地磁芯片，每一地磁芯片均具有第一电源输入引脚、第一复位引脚及第一匹配引脚及信号输入端。所述信号输入端连接电感线圈单元2。第一电源输入引脚与第二LC滤波电路44连接。第一复位引脚可连接第一复位电路，第一匹配引脚可连接匹配电阻。当然地磁芯片也可为1-5片或者6片以上。同样地，所述主控单元1包括主控芯片，主控芯片具有第二电源输入引脚、第二复位引脚、第二晶振连接引脚及SWD烧写程序引脚，第二电源输入引脚与第二LC滤波电路44连接。第二复位引脚可与第二复位电路连接，第二晶振引脚可与晶振电路连接，SWD烧写程序引脚可与SWD烧写程序接口直接连接。地磁芯片选用的是PNI-12927，每片最多可接3路地磁信号，6片即可测试18路，匹配电阻选用的47欧电阻，低温漂电阻，保证测试的稳定性。而在其他实施例中，也可根据需要选择其他地磁芯片。

为了方便识别传感器的操作状态，本实用新型还加设了一指示灯单元5，该指示灯单元5连接所述主控单元1的输出端上，每一指示灯单元5均包括两路指示灯电路，该指示灯电路连接于主控单元1的输出端。当然在其他实施例中，所述指示灯电路也可为一路或者两路以上。指示灯电路5由1个发光二极管和1个10K电阻组成，串联到主控单元1的输出端。其中一个指示灯为运行指示灯电路，500mS闪1次，另一个指示灯为磁条感应指示灯电路，感应到磁条时，指示灯亮，反之灭。

为了方便通讯，本实用新型还加设了通讯单元6，通讯单元6与主控单元1双向连接，进而能实现信息的双向传输。通讯单元6也可采用现有结构，但是为了提高通讯单元的使用效果，在本实施例中，所述通讯单元6包括一路RS232通讯电路61和通讯接口62，通讯接口62可与外部设备连接，该通讯接口62连接RS232通讯电路61。RS232通讯电路61还连接主控单元1，进而能实现外部设备与主控单元1的信号传输。采用RS232通讯方式，接线简单，线束少，操作方便，最少只需接4根线即可。且通讯接口串接22欧电阻，再接100pF电容到地，起到通讯部分抗冲击作用。

本实用新型的主控芯片可采用32位微处理器，内部自带DMA控制器，大大提升了32微处理器获取16位传感器数据的能力。

本实用新型的使用过程如下：主控单元1通过和地磁检测单元3通讯，通过地磁检测单元3读取电感线圈单元2的16个电感线圈的磁场数据，读取的数据送入直接进入主控单元1的32位微处理器4,32位微处理器再根据信号进行计算、判断，根据判断控制指示灯单元的磁条感应指示灯电路，显示是否感应到磁条。另外再将信号经通讯单元6的RS232通讯电路传输到外部设备微处理器或PLC或电脑PC等。

本实用新型的电源电路稳定性高，温漂极低，能大幅度提高测试稳定性，响应速度更快；成本更低，线速简化，功耗更低。16位传感器5信号直接进入32位微处理器的DMA的通道，大幅度提高测试速度，响应速度可达10KHZ以上，电源加了防反接保护、通讯口加入了通讯接口电路防冲击电路，即使输入接反了，也不会烧坏产品，大大提高了产品的稳定性，可靠性。并采用了16个传感器，达到16位，分10mm均匀排布，大幅度提高产品的测试精度，感应范围大，保证机器人高速转弯时都不出轨道。由于传感器信号处理后直接进入主控单元，传感器外围信号处理电路大幅度简化，使产品尺寸大幅度缩小，并降低原材料成本。产品采用RS232通讯方式，实际使用只需接4根线，线束少，接线简单，方便维护，且电路设计简单，电子元器件数量少，PCB设计能力强，使产品PCB设计尺寸大幅度缩小，大幅度降低了产品尺寸和产品功耗。且产品有2个指示灯单元5，一个产品工作运行指示灯，一个磁导航传感器是否感应到磁条指示灯，进一步方便客户使用、维护等，进一步提高了产品性价比。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。