一种油位传感器及其油位显示表之间接口方法与流程

文档序号:24408392发布日期:2021-03-26 18:17阅读:490来源:国知局
一种油位传感器及其油位显示表之间接口方法与流程

1.本发明涉及杠杆浮球式油位传感器技术领域,尤其涉及一种油位传感器及其油位显示表之间接口方法。


背景技术:

2.目前车用油位传感器,采用浮球杠杆带动触片触点滑动于厚膜印刷电阻体之上,其等效为一个滑动变阻器原理,阻值变化对应油位高低,由于滑动触点与电阻体之间长期磨损和腐蚀的影响,使接触电阻增大,从而影响准确度,或由于触点接触压力减小造成失效。当滑动变阻式油位传感器浸泡在甲醇等燃料中,在通电的情况下,电阻片电极很快就会产生腐蚀置换,不久就会腐烂,造成油位传感器失效。
3.现有技术也有多家单位对油位传感器进行过研究,但均存在与现有油位显示表连接困难,一致性差等情况,即现有非接触式油位传感器的磁铁轨迹固定和感应元件位置固定,由于机械结构误差和每片磁铁磁场强弱误差,对磁场敏感的感应元件输出也会有误差,因而仍然以传统滑动变阻式油位传感器为主。
4.现有技术至少存在如下技术问题:
5.现有技术中油位传感器中长期使用感应元件输出误差较大,准确度低,对于现有杠杆非接触式油位传感器由于输出信号范围固定,不能满足不同电压输入范围要求和不同电流范围要求的油位显示表的技术问题。


技术实现要素:

6.本申请实施例提供了一种油位传感器及其油位显示表之间接口方法,解决了现有技术中的传统杠杆滑动变阻式油位传感器由于为接触式,容易出现误差,可靠性不高的问题,及对于杠杆非接触即杠杆感应式油位传感器不容易和不同电压范围和不同电流范围的油位显示表接口连接的技术问题。
7.鉴于上述问题,提出了本申请实施例提供了一种油位传感器及其油位显示表之间接口方法。
8.第一方面,本发明提供了一种油位传感器,所述油位传感器包括:底座;支撑组件,所述支撑组件固定设置在所述底座上表面,其中,所述支撑组件包括:后支撑板,所述后支撑板竖直设置在所述底座表面上;前支撑板,所述前支撑板与所述后支撑板相对设置;连接板,所述连接板的一端面与所述后支撑板的上端面固定连接,所述连接板的另一端面与所述前支撑板的上端面固定连接;轴套,所述轴套贯穿设置在所述前支撑板与所述后支撑板之间,且,所述轴套的两端面分别与所述前支撑板和所述后支撑板的外侧面平齐;限位板,所述限位板为两个,固定设置在所述后支撑板远离所述前支撑板的一侧面上,且,两个所述限位板相对设置;杠杆式浮子,所述杠杆式浮子包括一杠杆、一浮子,所述浮子设置在所述杠杆的一端,所述杠杆的另一端穿过所述轴套设置在所述前支撑板的外侧,且,所述杠杆的另一端能够在所述轴套内旋转,带动所述杠杆式浮子转动,其中,所述杠杆式浮子的转动范
围限于两个所述限位板之间;磁感应单元,所述磁感应单元与所述杠杆的另一端连接,所述磁感应单元内具有一磁体;其中,所述磁感应单元与所述杠杆同步转动;磁调节件,所述磁调节件与所述磁感应单元连接,通过调节所述磁调节件所述磁体能够在所述磁感应单元中上下移动;磁敏元件,所述磁敏元件位于所述磁感应单元的正下方,且,所述磁敏元件的感应面朝向所述磁感应单元,其中,通过所述磁敏元件连接电位器接收所述磁感应单元输出的磁场大小通过导线连接电位器进行电压输出。
9.第二方面,本申请提供了一种油位传感器与油位显示表接口方法,应用于所述油位传感器中,所述油位传感器包括输出绝缘导线用于输出磁敏元件的电压信息,当油位显示表为电子式油位显示表时,所述方法包括:将所述输出绝缘导线与电路输入端连接;所述电路输入端与第一电位器连接对所述输出绝缘导线输出的电压进行分压;经分压后通过第一运放的反相输入端接入由所述第一运放组成的第一恒压源电路中,其中,所述第一恒压源电路的输入端与输出端的电压相同;所述第一恒压源电路输出端与所述电子式油位显示表的输入端连接。
10.本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
11.1、本申请实施例提供的一种油位传感器,所述油位传感器包括:底座、支撑组件、轴套、限位板、杠杆式浮子、磁感应单元、磁敏元件,所述支撑组件固定设置在所述底座上表面,其中,所述支撑组件包括:后支撑板,所述后支撑板竖直设置在所述底座表面上;前支撑板,所述前支撑板与所述后支撑板相对设置;连接板,所述连接板的一端面与所述后支撑板的上端面固定连接,所述连接板的另一端面与所述前支撑板的上端面固定连接;所述轴套贯穿设置在所述前支撑板与所述后支撑板之间,且,所述轴套的两端面分别与所述前支撑板和所述后支撑板的外侧面平齐;所述限位板为两个,固定设置在所述后支撑板远离所述前支撑板的一侧面上,且,两个所述限位板相对设置;所述杠杆式浮子包括一杠杆、一浮子,所述浮子设置在所述杠杆的一端,所述杠杆的另一端穿过所述轴套设置在所述前支撑板的外侧,所述杠杆的另一端能够在所述轴套内旋转,带动所述杠杆式浮子转动,其中,所述杠杆式浮子的转动范围限于两个所述限位板之间;所述磁感应单元与所述杠杆的另一端连接,所述磁感应单元内具有一磁体;其中,所述磁感应单元与所述杠杆同步转动;磁调节件,所述磁调节件与所述磁感应单元连接,通过调节所述磁调节件所述磁体能够在所述磁感应单元中上下移动;所述磁敏元件位于所述磁感应单元的正下方,且,所述磁敏元件的感应面朝向所述磁感应单元,其中,通过所述磁敏元件连接电位器接收所述磁感应单元输出的磁场大小通过导线连接电位器进行电压输出。通过调节磁体的位置实现作用于所述磁敏元件的磁场的大小调节,利用磁体、磁敏元件和磁敏元件与磁体之间距离可调装置组成的结构,利用磁敏元件接收变化的磁场大小而转变为对应的电压输出,通过电位器电压调节满足不同输入电压范围和电流范围的油位显示表的要求,从而解决了现有技术中的传统杠杆滑动变阻式油位传感器的由于为接触式,容易出现误差,可靠性不高的问题,及对于杠杆非接触即杠杆感应式油位传感器不容易和不同电压范围和不同电流范围的油位显示表接口连接的技术问题。达到了通过调节磁体的位置实现作用于磁敏元件磁场的大小调节,利用磁体、磁敏元件和磁敏元件与磁体之间距离可调装置组成的结构,利用磁敏元件连接的电位器接收变化的磁场大小而转变为对应的电压输出,通过磁感应单元和磁调节件构成的磁铁可调
感应结构,与磁敏元件相连接的电位器配合,实现作用于磁敏元件的磁场大小调节和电压调节来满足不同电压输入范围要求和不同电流范围要求的油位显示表的技术效果。
12.2、本申请实施例通过磁感应单元和磁调节件构成的磁铁可调感应结构,与磁敏元件相连接的电位器配合,通过调节磁调节件和电压调节满足不同电压输入范围和不同电流范围的油位显示表的要求。由于采用非接触式密封结构没有导电摩擦接触,从而克服了传统滑动变阻式油位传感器的缺点,并且可以用于甲醇等腐蚀性较强燃油中,在本发明中当使油位传感器的行程为总行程的一半时,即半油位,此时由于进入磁敏元件的磁感线数量等于穿出磁敏元件的磁感线数量,因此在磁敏元件内部南北磁场相互抵消,此时磁敏元件输出零磁场电压,当旋转杠杆式浮子并带动磁体旋转,此时进入磁敏元件的磁感线数量大于穿出磁敏元件的磁感线数量,或进入磁敏元件的磁感线数量小于穿出磁敏元件的磁感线数量,磁敏元件输出电压也随杠杆式浮子的旋转而连续变化,当磁铁的一极接近磁敏元件时,磁敏元件输出最大或最小电压,实验同样证明本发明油位传感器线性良好而且行程较大,可用于较大油箱车辆。
13.3、本申请实施例提供的一种油位传感器与油位显示表接口方法,应用于所述油位传感器中,所述油位传感器包括输出绝缘导线用于输出磁敏元件的电压信息,其中,当油位显示表为电子式油位显示表时,所述方法包括:将所述输出绝缘导线与电路输入端连接;所述电路输入端与第一电位器连接对所述输出绝缘导线输出的电压进行分压;经分压后通过第一运放的反相输入端接入由所述第一运放组成的第一恒压源电路中,其中,所述第一恒压源电路的输入端与输出端的电压相同;所述第一恒压源电路输出端与所述电子式油位显示表输入端连接。
14.达到了由磁体、磁敏元件和磁敏元件与磁体之间距离可调装置组成的结构和电位器配合组成的输出电压范围任意可调电路,满足不同的输入电压范围的电子式油位显示表,由输入电压等于输出电压,且输出电压有一定下拉电流能力的恒压源,组成的电子式油位显示表和油位传感器之间接口连接电路,使油位显示精准稳定的技术效果。从而解决了现有技术中非接触杠杆浮球式油位传感器与现有电子式油位显示表之间连接困难,一致性差,无法进行广泛应用的技术问题。
15.4、本申请实施例通过磁敏元件输出电压连接至电位器,由电位器调整后经后续电路连接到油位显示表的输入端,通过调节所述磁调节件可以调节所述电位器输出到油位显示表的上下限值使之等于所连接的油位显示表的上下限值,通过调节电位器可以调节输出到油位显示表的半油位值使之等于所连接的油位显示表的半油位值,经过所述磁体和电位器的调节可以输出不同电压范围的电压,经过转换后连接到油位显示表实现与不同输入范围的电压和电流的油位显示表接口连接。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
17.图1为本申请实施例的一种油位传感器的主视图;
18.图2为本申请实施例的一种油位传感器的左视图;
19.图3为本申请实施例的一种油位传感器的俯视图;
20.图4为本申请实施例中电源原理图;
21.图5为本申请实施例中油位传感器与电磁式油位显示表接口电路原理图;
22.图6为本申请实施例中油位传感器与电子式油位显示表接口电路原理图;
23.图7为本申请实施例中电磁式油位表的接线示意图;
24.图8为本申请实施例中油位传感器与电磁式油位显示表接口电路原理框图;
25.图9为本申请实施例中油位传感器与电子式油位显示表接口电路原理框图;
26.图10为本申请实施例中磁体与磁敏元件之间调节关系中一种状态的示意图;
27.图11为本申请实施例中磁体与磁敏元件之间调节关系中另一种状态的示意图;
28.图12为本申请实施例中磁体与磁敏元件之间调节关系中另一种状态的示意图;
29.图13为本申请实施例的一种油位传感器与电子式油位显示表接口方法的流程示意图。
30.附图标记说明:底座1,螺丝安装孔2,后支撑板3,杠杆4,上卡槽5,磁体6,下卡槽7,调节螺丝8,调节螺母9,下卡片10,调节弹簧11,上卡片12,密封体13,磁敏元件14,前支撑板15,绝缘导线16,绝缘密封腔体17,导线口18,浮子19,浮子限位垫片20,限位垫片21,限位耳22,轴套23,侧板24,限位板25,限位弹簧26,连接板27。
具体实施方式
31.本申请实施例提供了一种油位传感器及其油位显示表之间接口方法,用于解决了现有技术中的传统杠杆滑动变阻式油位传感器的由于为接触式,容易出现误差,可靠性不高的问题,及对于杠杆非接触即杠杆感应式油位传感器不容易和不同电压范围和不同电流范围的油位显示表接口连接的技术问题。
32.本发明提供的技术方案总体思路如下:
33.底座;支撑组件,所述支撑组件固定设置在所述底座上表面,其中,所述支撑组件包括:后支撑板,所述后支撑板竖直设置在所述底座表面上;前支撑板,所述前支撑板与所述后支撑板相对设置;连接板,所述连接板的一端面与所述后支撑板的上端面固定连接,所述连接板的另一端面与所述前支撑板的上端面固定连接;轴套,所述轴套贯穿设置在所述前支撑板与所述后支撑板之间,且,所述轴套的两端面分别与所述前支撑板和所述后支撑板的外侧面平齐;限位板,所述限位板为两个,固定设置在所述后支撑板远离所述前支撑板的一侧面上,且,两个所述限位板相对设置;杠杆式浮子,所述杠杆式浮子包括一杠杆、一浮子,所述浮子设置在所述杠杆的一端,所述杠杆的另一端穿过所述轴套设置在所述前支撑板的外侧,且,所述杠杆的另一端能够在所述轴套内旋转,带动所述杠杆式浮子转动,其中,所述杠杆式浮子的转动范围限于两个所述限位板之间;磁感应单元,所述磁感应单元与所述杠杆的另一端连接,所述磁感应单元内具有一磁体;其中,所述磁感应单元与所述杠杆同步转动;磁调节件,所述磁调节件与所述磁感应单元连接,通过调节所述磁调节件所述磁体能够在所述磁感应单元中上下移动;磁敏元件,所述磁敏元件位于所述磁感应单元的正下方,且,所述磁敏元件的感应面朝向所述磁感应单元,接收所述磁感应单元输出的磁场大小通过导线进行电压输出。达到了通过调节磁体的位置实现作用于磁敏元件磁场的大小调节,利用磁体、磁敏元件和磁敏元件与磁体之间距离可调装置组成的结构,利用磁敏元件连
接的电位器接收变化的磁场大小而转变为对应的电压输出,通过磁感应单元和磁调节件构成的磁铁可调感应结构,与磁敏元件相连接的电位器配合,实现作用于磁敏元件磁场的大小调节和电压调节来满足不同电压输入范围和不同电流输入范围要求的油位显示表的技术效果,且应用范围广,可应用于不规则油箱。
34.下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
35.实施例一
36.图1为本申请实施例中一种油位传感器的主视图。如图1所示,本申请实施例提供了一种油位传感器,所述油位传感器包括:底座1、支撑组件、轴套23、限位板、杠杆式浮子、磁感应单元、磁调节件、磁敏元件。
37.支撑组件,所述支撑组件固定设置在所述底座1上表面,其中,所述支撑组件包括:后支撑板3,所述后支撑板3竖直设置在所述底座表面1上;前支撑板15,所述前支撑板15与所述后支撑板3相对设置;连接板27,所述连接板27的一端面与所述后支撑板3的上端面固定连接,所述连接板27的另一端面与所述前支撑板15的上端面固定连接;
38.具体而言,支撑组件为一体成型,前支撑板15与后支撑板3相对设置,前支撑板15短于后支撑板3,两者通过连接板27将两者的上端连接在一起,连接板27的一端与前支撑板15的上端焊接,另一端与后支撑板3的上端焊接,连接板27与前支撑板15与后支撑板3的平面相垂直,后支撑板3点焊于底座1上表面上。
39.所述轴套23贯穿设置在所述前支撑板15与所述后支撑板3之间,且,所述轴套23的两端面分别与所述前支撑板15和所述后支撑板3的外侧面平齐;
40.具体而言,所述轴套23穿过所述前支撑板15和后支撑板3,并与所述前支撑板15和后支撑板3外侧面平齐,固定在所述前支撑板15和后支撑板3之间。
41.限位板25,所述限位板25为两个,固定设置在所述后支撑板3远离所述前支撑板15的一侧面上,且,两个所述限位板25相对设置。
42.具体而言,限位板25分为左右两个,分别与后支撑板3一侧面固定连接,且,所述两个限位板25相对设置,两限位板25之间具有一定距离。
43.杠杆式浮子,所述杠杆式浮子包括一杠杆4、一浮子19,所述浮子19设置在所述杠杆4的一端,所述杠杆4的另一端穿过所述轴套23设置在所述前支撑板15的外侧,且,所述杠杆4的另一端能够在所述轴套23内旋转,带动所述杠杆式浮子转动,其中,所述杠杆式浮子的转动范围限于两个所述限位板25之间;
44.具体而言,杠杆式浮子一端通过杠杆4连接浮子19,在浮子19的外端通过浮子限位垫片20对浮子19进行固定,杠杆4的另一端可旋转的穿过限位垫片21、轴套23和限位弹簧26置于所述前支撑板15外端固定在磁感应单元下卡槽7背面上,通过旋转杠杆4可以在轴套23内进行旋转,其旋转行程在两个限位板25之间。
45.磁感应单元,所述磁感应单元与所述杠杆4的另一端连接,且,所述磁感应单元具有一磁体6,设置在所述磁感应单元中;其中,所述磁感应单元与所述杠杆4同步转动;
46.进一步而言,所述磁感应单元包括:上卡槽5,所述上卡槽5与所述磁体6的上端连接;下卡槽7,所述下卡槽7具有一上下贯穿的槽道,所述磁体6的下端贯穿设置在所述槽道
内,且,所述磁体6可在所述槽道内上下移动,同时所述杠杆4与所述下卡槽7的底部固定连接。
47.进一步,所述磁体6为钐钴磁铁,厚度方向充磁。
48.具体而言,磁感应单元与杠杆4伸出于前支撑板15外的一端固定连接,其中磁感应单元包括上卡槽5、磁体6、下卡槽7,上卡槽5位于顶端,与磁体6的上端连接,所述磁体6的上端固定在所述上卡槽5内,所述磁体6下端穿过所述下卡槽7,并可通过移动上卡槽5带动磁体6在所述下卡槽7内上下移动。磁体6为钐钴磁铁,厚度方向充磁,即平面充磁。钐钴磁铁具有温度性能稳定、化学性能稳定和耐腐蚀的特性,使油位传感器输出更为稳定。本申请实施例优选的磁体6为长方形或正方形,厚度d为1.6mm到2.7mm,宽度f为6mm到8mm,长度为8mm到12mm,使线性更加良好,其中与杠杆式浮子平行的磁铁边为磁铁长度。
49.磁调节件,所述磁调节件与所述磁感应单元连接,通过调节所述磁调节件所述磁体能够在所述磁感应单元中上下移动;
50.进一步而言,所述磁调节件包括:上卡片12,所述上卡片12与所述上卡槽5的一侧面固定连接;下卡片10,所述下卡片10与所述下卡槽7的一侧面固定连接,且,所述下卡片10与所述上卡片12位于所述磁体6同侧相对设置;调节弹簧11,所述调节弹簧11设置在所述上卡片12与所述下卡片10之间;调节螺丝8,所述调节螺丝8套接在所述调节弹簧11中,且,所述调节螺丝8的上端穿过所述上卡片12,下端穿过所述下卡片10;调节螺母9,所述调节螺母9固定设置在所述下卡片10的底部,所述调节螺母9具有与调节螺丝8相匹配的内螺纹,与所述调节螺丝8螺纹连接;其中,当旋转所述调节螺丝8时,所述上卡槽5同步运动而带动所述磁体6在所述槽道内上下移动。
51.具体而言,与磁感应单元连接的有磁调节件,所述磁调节件包括上卡片12、下卡片10、调节弹簧11、调节螺丝8、调节螺母9,其中,上卡片12与磁体6的上卡槽5固定连接,与磁体6的同一侧相对位置设置有下卡片10与下卡槽7固定连接,下卡片10下面设有所述调节螺母9且固定在所述下卡片10上,所述调节螺丝8穿过所述上卡片12和位于上卡片12与下卡片10之间的调节弹簧11以及所述下卡片10,并旋入所述调节螺母9中,旋转所述调节螺丝8可以使所述上卡片12和上卡槽5带动所述磁体6在所述下卡槽7内上下移动,所述磁体6、下卡槽7、上卡槽5、上卡片12、下卡片10、调节弹簧11、调节螺丝8和调节螺母9随所述杠杆式浮子其杠杆4的旋转而旋转,旋转行程在两个所述限位板25之间的距离内。
52.磁敏元件14,所述磁敏元件14位于所述磁感应单元的正下方,且,所述磁敏元件的感应面朝向所述磁感应单元,通过磁敏元件连接的电位器接收所述磁感应单元输出的磁场大小通过导线连接电位器进行电压输出。
53.进一步而言,所述磁敏元件14为线性霍尔元件和/或线性磁敏电阻芯片。
54.进一步而言,所述油位传感器还包括:密封体13,所述密封体13与所述后支撑板3连接,位于所述磁感应单元的下方,所述磁敏元件14设置在所述密封体13内,其中,所述底座1底部设置有导线口18,所述磁敏元件14引脚通过绝缘导线16从所述导线口18引出。
55.具体而言,磁感应单元的正下方设置有磁敏元件14,磁敏元件14感应面向上朝向所述磁体6,磁体6为厚度方向充磁,所述磁体6包含厚度的面朝向所述磁敏元件14感应面,且所述磁敏元件14位于所述塑胶密封体13之内密封,两个侧板24固接在所述后支撑板3上,其中,所述侧板24与后支撑板3、前支撑板15、限位板25是一体成型的,密封体13固定在两个
侧板24之间,所述绝缘导线16将所述密封体13之内所述磁敏元件14引脚引出,并通过设置在底部的绝缘密封腔体17将所述绝缘导线16引出至油箱外,如图1所示,a、b、c为三根导线口18为绝缘导线16的引出端,通过绝缘导线16与油位显示表接口电路连接,通过油位显示表接口电路连接油位显示表,在底座1上设置有多个螺丝安装孔2用于固定安装。进一步的为了保证线性的良好性,本申请实施例优选的将所述杠杆式浮子的轴心到磁敏元件14的感应面距离e调整为4mm,能够使线性更加良好,应理解,所述线性是指线性度为传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差(δymax)与满量程输出(y)的百分比,称为线性度(线性度又称为“非线性误差”),该值越小,表明线性特性越好。本申请实施例的油位感应器利用磁体6、磁敏元件14和磁敏元件14与磁体6之间距离可调的结构,调整所述调节件可改变所述磁敏元件14与所述磁体6之间的距离,由所述磁敏元件14输出的信号至信号调整电路,再由所述信号调整电路输出到后级电路,调整所述调节件和所述信号调整电路,可以改变所述油位传感器在行程之内旋转时,所述信号调整电路输出所述信号的范围,适应不同的电压范围和电流范围的油位显示表,解决了现有技术中油位传感器中输出误差较大,准确度低,感应元件位置固定,不能满足不同电压和电流输入范围要求的油位显示表的技术问题。达到了由磁体、磁敏元件和磁敏元件与磁体之间距离可调装置组成的结构,配合连接的电位器的电压调整,实现输出电压范围任意可调,满足不同输入电压和电流范围要求的油位显示表的技术效果。要满足不同输入电压和电流范围要求的油位显示表需要两个方面配合完成,第一是上述的磁铁可调感应结构,第二是与磁敏元件相连接的电位器,两者相互配合调节就可以满足不同电压和电流输入范围的油位显示表的要求的技术效果。
56.进一步的,磁体6与磁敏元件14即霍尔元件之间的调节关系为:当霍尔元件标记面向上,如示意图10

12所示,旋转所述杠杆式浮子的杠杆4时,使所述杠杆式浮子位于两个限位板25之间距离的中心位置,即油位传感器行程的一半时,磁感线从上到下进入霍尔元件表面,又从下到上从底面经过表面穿出,且进入表面与穿出表面的磁感线数目相同,当改变所述霍尔元件与所述磁体之间的距离时,进入所述霍尔元件表面与穿出所述霍尔元件表面的磁感线数目同时增减,即南北磁场相同,在所述霍尔元件内部南北两极磁场相互抵消,霍尔元件输出零磁场时的电压即2.5v,当旋转所述杠杆式浮子,使所述油位传感器逐渐接近最大量程,穿出所述霍尔元件表面的磁感线数目逐渐增加,进入所述霍尔元件表面磁感线数目逐渐减少,在霍尔元件内部合成的南极磁场逐渐增强,所述霍尔元件输出电压逐渐升高,当旋转所述杠杆式浮子的杠杆4,使所述油位传感器逐渐接近最小量程时,进入所述霍尔元件表面的磁感线数目逐渐增加,穿出所述霍尔元件表面磁感线数目逐渐减少,在所述霍尔元件内部合成的北极磁场逐渐增强,所述霍尔元件输出电压逐渐降低,理论和实验都证明:在所述油位传感器行程之内满足优选条件下,本发明中所述油位传感器的位移与所述霍尔元件输出电压之间线性良好,行程角较大,即杠杆式浮子在最大量程和最小量程之间的夹角较大,可用于大型车辆油箱。
57.进一步的,所述磁敏元件14采用灌胶密封。
58.进一步的,所述密封体13、所述绝缘导线16为耐燃油腐蚀材料。
59.具体而言,所述磁敏元件14即霍尔元件采用灌胶密封于密封体13之内,绝缘导线16采用绝缘密封,且采用了耐燃油腐蚀材料,因此可以用于甲醇等易被腐蚀的燃油中,避免燃料腐蚀,从而解决了现有车用油位传感器,采用浮球杠杆带动触片触点滑动于厚膜印刷
电阻体之上,其等效为一个滑动变阻器原理,阻值变化对应油位高低,由于滑动触点与电阻体之间长期磨损和燃料腐蚀的影响,使接触电阻增大,从而影响准确度或由于触点接触压力减小造成失效,当传统滑动变阻式油位传感器浸泡在甲醇等燃料中,在通电的情况下,电阻片电极很快就会产生腐蚀置换,不久就会腐烂造成油位传感器失效的技术问题。
60.实施例二
61.本申请实施例提供了一种油位传感器与油位显示表接口方法,应用于实施例一所述一种油位传感器中,请参考图13,图13为一种油位传感器与电子式油位显示表接口方法的流程示意图,所述油位传感器包括输出绝缘导线16用于输出磁敏元件14的电压信息,其中,当油位显示表为电子式油位显示表时,所述方法包括:
62.步骤100:将所述输出绝缘导线16与电路输入端连接;
63.步骤200:所述电路输入端与第一电位器连接对所述输出绝缘导线输出的电压进行分压;
64.步骤300:经分压后通过第一运放的反相输入端接入由所述第一运放组成的第一恒压源电路中,其中,所述第一恒压源电路的输入端与输出端的电压相同。
65.步骤400:所述第一恒压源电路与所述电子式油位显示表连接。
66.具体而言,当实施例一中所述油位感应器与电子式油位显示表连接时,接口方法包括油位传感器、图4电路、图6电路和所述电子式油位显示表;原理框图如图9所示,由图4电源电路为所述图6电路供电,所述油位传感器a、b、c三根绝缘导线分别连接至图6所述a、b、c输入端,由所述霍尔元件输出的电压信号,经绝缘导线c连接至所述第一电位器vr分压,再到所述第一运放u反相输入端,由图6所述第一运放u、c62、r61、r62、r63、r64、q和dw组成第一恒压源电路,恒压源电路中输入端与输出端的电压相同,使图6所述s端电压等于图6所述e点电压,即将图6所述s端电压下拉至图6所述e点电压,将图6所述s端连接至所述电子式油位显示表信号输入端,对于所述电子式油位显示表,即输入油位信号为某一电压范围,且输入端与所述电子式油位显示表内部电源正极之间有一上拉电阻的电子式油位显示表,旋转所述杠杆式浮子的杠杆4,使所述杠杆式浮子位于两个所述限位板之间距离的中心位置,即所述油位传感器行程的一半,此时所述霍尔元件输出电压为2.5v,即所述绝缘导线c上的电压为2.5v,调整图6所述第一电位器vr,使所述电子式油位显示表显示一半油位,或使所述电子式油位显示表输入电压为总量程电压范围的一半,此时所述油位传感器一半油位行程,对应所述电子式油位显示表一半油位显示,旋转所述杠杆式浮子轴使所述油位传感器到最大量程,调整图1所述油位传感器的调节螺丝8即可改变霍尔元件输出电压的范围,使所述电子式油位显示表显示最大油位刻度,或使所述电子式油位显示表输入电压为最大量程电压,旋转所述杠杆式浮子的杠杆4使所述油位传感器到最小量程,此时所述电子式油位显示表应该显示最小油位刻度,此时所述油位传感器上中下量程对应所述电子式油位显示表上中下油位刻度。达到了通过调节磁体的位置实现作用于磁敏元件的磁场的大小调节,利用磁体、磁敏元件和磁敏元件与磁体之间距离可调装置组成的结构,利用磁敏元件连接的电位器接收变化的磁场大小而转变为对应的电压输出,通过磁感应单元和磁调节件构成的磁铁可调感应结构,与磁敏元件相连接的电位器配合,实现作用于磁敏元件的磁场大小调节和电压调节来满足不同电压输入范围要求的油位显示表的技术效果。从而解决了现有技术中的传统杠杆滑动变阻式油位传感器的由于为接触式,容易出现误差,可靠性不高的
问题,及对于杠杆非接触即杠杆感应式油位传感器不容易和不同电压范围和不同电流范围的油位显示表接口连接的技术问题。
67.由于经过第一电位器输出的范围任意可调的电压没有下拉电流的能力,因此用一个恒压源电路将电子式油位显示表的输入电压下拉至所述第一电位器输出电压,所述恒压源电路由第一运放和一个mos场效应管组成,第一运放的输出驱动mos场效应管,第一运放的同相输入端连接至mos场效应管的漏极,即所述电子式油位表的输入端,由于电路存在正反馈,恒压源电路会产生震荡而无法使用,因此需要在第一运放的反相输入端和输出端之间连接一个负反馈电容来消除震荡,使恒压源电路稳定可靠,在车辆启动或有其他干扰存在的情况下,会使电源电压升高,为保护第一运放和mos场效应管不被高压击穿损坏,需要在所述电子式油位表的输入端到负极之间连接一个稳压二极管保护电路元件,增加电路的可靠性和抗干扰能力。
68.当油位显示表为电磁式油位显示表时,由于电磁式油位显示表内部由左右两个线圈组成,当右线圈电流增大左线圈电流减小,当右线圈电流减小左线圈电流增大,因此需要将第二电位器输出的范围任意可调的电压转换为电流驱动电磁式油位显示表,本发明中第二电位器输出的范围任意可调的电压一路经过第二运放缓冲放大和第一电阻分压后,进入由第三运放和mos场效应管组成的第一恒流源电路,驱动电磁式油位显示表的线圈显示油位,在车辆启动给蓄电池充电使供电电压逐渐升高时,当一个线圈的电流恒定,另一个线圈电流会随供电电压增大而增大,这时由于左右线圈合成磁场发生变化,使电磁式油位显示表产生很大误差,因此需要将第二电位器输出的任意范围可调的电压另一路经过第四运放反相放大、上下限调整、变化量调整、第二电阻分压和第二恒流源电路驱动电磁式油位显示表的另一个线圈,由于两个线圈都由恒流源电路控制,当供电电压升高时,左右两个线圈电流不变,即合成磁场也不变,因此消除了电磁式油位显示表的上述误差,由于电磁式油位显示表左右线圈存在自感,经过mos场效应管反馈到第三运放和第五运放同相输入端而产生自激震荡,从而使恒流源电路不稳定,因此需要在两个恒流源电路的第三运放和第五运放的同相输入端和反相输入端之间引入负反馈电容以消除震荡,使电路稳定可靠;在车辆启动或有其他干扰存在的情况下,会使电源电压升高,为保护运放和mos场效应管不被高压击穿损坏,需要在所述两个恒流源中的mos场效应管的漏极到负极之间连接一个稳压二极管保护电路元件,增加电路的可靠性和抗干扰能力。
69.本申请实施例中,所述油位传感器与图6中所述第一电位器vr组成输出电压范围任意可调电路,对于一个所述电子式油位显示表,即输入信号电压在某一范围之内,通常在5v以内,超过5v的可用放大器放大所述霍尔元件输出信号,至所述电子式油位显示表输入电压范围之内,对于所述电磁式油位显示表可以通过转换电路将所述霍尔元件输出电压转换为电流驱动所述电磁式油位显示表,当与所述油位传感器连接时,先得出电子式油位显示表的中位电压,即电子式油位显示表显示一半油位时的输入电压,或找出油位显示表一半油位显示刻度,将所述油位传感器置于总量程的一半,即一半油位行程,此时所述霍尔元件输出电压为2.5v,调整图6中第一电位器vr,使图6中e点电压等于电子式油位显示表中位电压,或使所述油位显示表指针指向一半油位刻度,此时所述油位传感器一半行程对应所述油位显示表一半油位显示,再将所述油位传感器置于最大量程,调整图1中所述油位传感器的调节螺丝8即可改变霍尔元件输出电压的范围,使图6中e点电压等于所述油位显示表
最大油位输入电压,或使油位显示表显示最大油位刻度,此时将所述油位传感器置于最小量程,所述油位显示表应该显示最小油位刻度,因此输出电压范围任意可调,可用于各种不同输入电压范围和不同电流范围的油位显示表。
70.另外,本申请实施例中所述油位传感器与所述电子式油位显示表接口连接时,由所述霍尔元件输出的电压信号经过图6第一电位器vr输出至图6中e点,目前所述电子式油位显示表所配的所述传统滑动变阻式油位传感器,因此所述电子式油位显示表输入端到内部电源正极之间有一个上拉电阻,将所述传统滑动变阻式油位传感器电阻的变化转变为电压的变化输入到所述电子式油位显示表中,图6第一电位器vr输出至图6中e点的电压,由于经过电位器vr因此没有下拉电流的能力,需要将图6中e点输出的电压经过转换为有一定下拉电流的电压,如图6所述第一运放u、r61、r62、r63、r64、c62、q和dw组成的第一恒压源电路,当图6中第一运放u的负输入端,即图6中e点输入电压信号时,若图6中s端电压大于e点电压,即第一运放u同相输入端电压大于反相输入端电压,第一运放u输出高电压驱动mos管q使其导通将s端电压拉低,使s端电压等于e点电压,若s端电压小于e点电压,即第一运放u同相输入端电压小于反相输入端电压,第一运放u输出低电压使mos管q电阻增大s端电压升高,使s端电压等于e点电压,由于图6中第一运放u开环使用放大倍数很大,当第一运放u输入端很小电压经放大输出,通过mos管q的栅极与漏极之间电容耦合,经过r61到第一运放u的同相输入端,形成正反馈而震荡,使电路无法工作,因此需加入负反馈电容c62消除震荡,使电路正常工作,由上述电路可以实现,将e点电压转换为有一定下拉电流的电压与所述电子式油位显示表接口连接,并且引入负反馈电容c62使电路稳定可靠。
71.进一步而言,当所述油位显示表为电磁式油位显示表时,本申请实施例所述方法包括:
72.步骤510:将所述输出绝缘导线与电路输入端连接;
73.步骤520:所述电路输入端与第二电位器连接对所述输出绝缘导线输出的电压进行分压;
74.步骤530:分压后通过第二运放的同相输入端接入,经所述第二运放的一路输出与第一电阻连接进行二次分压;
75.步骤540:二次分压后与第三运放的同相输入端接入至由第三运放组成的第一恒流源电路中,通过所述第三运放控制所述第一恒流源电路的输出端电流;
76.步骤550:所述第一恒流源电路的输出端与所述电磁式油位显示表的一个线圈连接,控制所述电磁式油位显示表的一个线圈显示;
77.步骤560:所述第二运放的另一路输出与第三电位器连接调整变化量后,通过第四运放反相输入端接入反相放大电路和上下限调整电路调整至要求范围内,其中,所述反相放大电路和上下限调整电路为所述第四运放和电阻器、第四电位器、电容器构成的电路;
78.步骤570:经放大调整后接入第二电阻进行分压;
79.步骤580:分压后通过第五运放接入由第五运放组成的第二恒流源电路,其中,所述第二恒流源电路的输出端与所述电磁式油位显示器的另一个线圈连接,控制所述电磁式油位显示表的另一个圈显示。
80.具体而言,当实施例一所述的油位感应器与电磁式油位显示表连接时,其接口方法包括油位传感器、图4和图5所示电路;原理框图如图8所述,图7为电磁式油位显示表的接
线示意图,其中所述y/w接线端为传统滑动变阻式油位传感器接入端,当所述y/w端电流增大时所述电磁式油位显示表指向高油位,也是电磁式油位显示表一个线圈电流输出端,即右线圈电流输出端,所述g接线端为接负极端,也就接电磁式油位显示表另一个线圈电流输出端,即左线圈电流输出端,所述b接线端为接正电源端,由所述图4电源电路为所述图5供电,所述油位传感器a、b、c三根绝缘导线分别连接至图5所述a、b、c输入端,由所述磁敏元件14即霍尔元件输出的电压信号经所述c绝缘导线连接至所述第二电位器vr2,再连接到所述第二运放u2c同相输入端,经第二运放u2c输出后一路至所述第一电阻r12和r13分压,经第一电阻r12和r13分压后输入到所述第三运放u2d同相输入端,由所述第三运放u2d、c8、r14、r15、r16、r17、q2和dw2组成的第一恒流源电路,即用第三运放u2d输入电压的大小来控制通过q2电流的恒流源,q2漏极端即图5所述y/w端连接至图7所述电磁式油位显示表y/w端,即电磁式油位显示表右线圈电流输出端,所述第二运放u2c输出端另一路经所述第三电位器vr3左线圈电流变化量调整电路后至所述第四运放u2a反相输入端,经由第四运放u2a、r2、r3、r4、vr1、c4和c5组成的反相放大电路和左线圈电流上下限调整电路后,经第二电阻r5和r6分压后至所述第五运放u2b同相输入端,由所述第五运放u2b、c6、r7、r8、r9、r10、q1和dw1组成的第二恒流源电路,即用第五运放u2b输入电压的大小来控制通过q1电流的恒流源,q1漏极端即图5所述g端连接至图7所述电磁式油位显示表g端,即电磁式油位显示表左线圈电流输出端;现调整所述油位传感器与电磁式油位显示表之间接口电路如下:首先如上所述连接好电路,并且给图4所述输入端和图7所述电磁式油位显示表b端接蓄电池电源,调整图5所述第四电位器vr1使所述a点电压为3v,调整所述第三电位器vr3使所述杠杆式浮子在所述限位板之间旋转时d点电压小于1v,即油位传感器浮子在上下限之间移动时d点电压小于1v,此时图5所述mos管q1完全导通,q1近似一根导线,此时所述电磁式油位显示表g端通过图5所述q1和电阻r10接负极,旋转所述杠杆式浮子,使杠杆式浮子位于两个限位板25之间距离的中心位置,即所述油位传感器行程的一半,此时所述霍尔元件输出电压为2.5v,即所述绝缘导线c上的电压为2.5v,调整图5所述第二电位器vr2,使图7所述电磁式油位显示表指针指向总刻度量程的一半,即所述油位传感器位于一半油位行程时,所述电磁式油位显示表指针指向一半油位刻度,旋转所述杠杆式浮子使所述油位传感器到最大量程,调整图1所述螺丝即可改变霍尔元件输出电压的范围,使所述电磁式油位显示表指针稳定后指向最大油位刻度,旋转所述杠杆式浮子使所述油位传感器到最小量程,此时所述电磁式油位显示表指针应该指向最小油位刻度,所述油位传感器上中下量程对应所述电磁式油位显示表上中下油位显示刻度,所述电磁式油位显示表右线圈电流调节完毕;接下来调整所述电磁式油位显示表左线圈电流,首先旋转杠杆式浮子,使油位传感器至最小量程,即所述电磁式油位显示表指针指向最小油位刻度,测量图5所述c点电压并记录,称为第一高电压,此电压及以下所述电压均精确到0.01v,再旋转所述杠杆式浮子,使所述油位传感器至最大量程,即所述电磁式油位显示表指针指向最大油位刻度,测量图5所述c点电压并记录,称为第一低电压,用所述第一高电压减去所述第一低电压,所得差值称为第一电压差并记录下来,旋转所述杠杆式浮子使所述油位传感器至最小量程,即所述电磁式油位显示表指针指向最小油位刻度,调整图5所述第三电位器vr3使所述b点电压升高,称为第二高电压,再旋转所述杠杆式浮子使油位传感器至最大量程,即所述电磁式油位显示表指针指向最大油位刻度,测试图5所述b点电压,称为第二低电压,所述第二高电压减去所述第二低电压称为第二电
压差,如上所述重复调节图5所述第三电位器vr3,使所述第一电压差等于所述第二电压差,旋转所述杠杆式浮子使所述油位传感器至最小量程,即所述电磁式油位显示表指针指向最小油位刻度,调节图5所述第四电位器vr1使图5所述b点电压等于第一高电压,此时所述第一电压差等于所述第二电压差,所述第一高电压等于所述第二高电压,所述第一低电压等于所述第二低电压。达到了由磁铁、霍尔元件和霍尔元件与磁体之间距离可调装置组成的结构和电位器配合组成的输出电压范围任意可调电路,经过恒流源转换满足不同电流范围的电磁式油位显示表,由两个恒流源、反相放大电路、变化量调整电路和上下限调整电路组成的电磁式油位显示表和油位传感器之间接口连接电路,使电磁式油位显示表在蓄电池充电供电电压升高时,所述电磁式油位显示表左线圈和右线圈电流恒定不变,显示精准稳定的技术效果。从而解决了现有技术中的传统杠杆滑动变阻式油位传感器由于为接触式,容易出现误差,可靠性不高的问题,及对于杠杆非接触即杠杆感应式油位传感器不容易和不同电压范围和不同电流范围的油位显示表接口连接的技术问题。
81.本申请实施例中所述油位传感器与所述电磁式油位显示表接口,由所述霍尔元件输出的电压信号经过图5中所述第二电位器vr2和所述第二运放u2c输出,由图7所述电磁式油位显示表原理可知,当右线圈电流逐渐增大时,左线圈电流逐渐减小,右线圈电流逐渐减小时,左线圈电流逐渐增大,且电流在一定的范围之内,因此需要将所述第二运放u2c输出的电压信号转换为两路在一定范围之内的电流信号,一路控制所述电磁式油位显示表右线圈电流,另一路控制所述电磁式油位显示表左线圈电流,当接通电源时右线圈第一恒流源中所述q2导通,由于所述y/w端接所述电磁式油位显示表右线圈,其可等效为一个电感,因此通过所述q2的电流不能突变,使所述g点电压减小即所述第三运放u2d反相输入端电压减小,所述第三运放u2d输出电压变大,形成正反馈而震荡,使电路误差变大或无法工作,因此引入负反馈电容c8消除震荡,使电路稳定可靠,控制左线圈的第二恒流源电路同样引入c6电容消除震荡,所述电磁式油位显示表右线圈半油位电流由所述第二电位器vr2调整到合适范围,右线圈上下限油位电流由图1所述调节螺丝8调整到合适范围,所述电磁式油位显示表左线圈电流变化量由所述第三电位器vr3调整到合适范围,左线圈上下限电流由所述第四电位器vr1调整到合适范围,当车辆启动给蓄电池充电,使蓄电池电压升高时,由于所述电磁式油位显示表左右线圈电流通过恒流源调整到合适范围,因此电流恒定不变,使电磁式油位显示表显示精准稳定。
82.优选的,本申请实施例中,电阻采用低温漂精密电阻,运放采用的cmos输入低电压运放,所述q1、q2和q为低压增强型mos管,使油位显示更精准稳定。
83.进一步本申请实施例中所述油位传感器与所述电磁式油位显示表接口连接如图5所示,由所述霍尔元件输出的电压信号经过图5中所述第二电位器vr2输出至所述第二运放u2c同相输入端,经过所述第二运放u2c输出后驱动所述第一电阻r12、r13和所述第三电位器vr3,由于所述第二电位器vr2输出的电压信号带载能力很弱,经过所述第二运放u2c和r11组成放大电路放大后有较强的带载能力,使所述油位显示表有更高的灵敏度和准确度。
84.另外,对于反向电磁式油位显示表,即图7所述y/w端到负极电流变大时,所述反向电磁式油位显示表指针指向低油位,所述y/w端到负极电流变小时,所述反向电磁式油位显示表指针指向高油位,当所述油位传感器与所述反向电磁式油位显示表接口连接时,只需要将所述磁铁的南极和北极互换即可,此时当所述油位传感器逐渐增大量程即油位逐渐升
高时,所述霍尔元件输出电压逐渐减小,即图7所述y/w端到负极电流逐渐变小,所述反向电磁式油位显示表指针逐渐指向高油位,因此十分方便和所述反向电磁式油位显示表接口连接。
85.综上所述,本申请实施例能够解决如下技术问题:
86.第一,现有车用油位传感器,采用浮球杠杆带动触片触点滑动于厚膜印刷电阻体之上,其等效为一个滑动变阻器原理,阻值变化对应油位高低,由于滑动触点与电阻体之间长期磨损和燃料腐蚀的影响,使接触电阻增大,从而影响准确度,或由于触点接触压力减小造成失效。
87.第二,当传统滑动变阻式油位传感器浸泡在甲醇等燃料中,在通电的情况下,电阻片电极很快就会产生腐蚀置换,不久就会腐烂造成油位传感器失效。
88.第三,现有发明的杠杆非接触式油位传感器,由于车辆油箱大小一定,油位传感器的行程即从上限到下限的范围一定,置于转轴之上的磁铁行程也一定,置于磁铁磁场中的磁敏元件位置固定,因此磁敏元件输出电压范围固定而无法与现有油位显示表接口连接,以现有线性集成霍尔元件为例,其输出电压为其供电电压一半为中心,从小于一半供电电压到大于一半供电电压之间,即现有线性霍尔元件通常供电电压为5v,当无磁场时所述线性集成霍尔元件输出电压为2.5v,当磁铁南极靠近所述线性集成霍尔元件的有标记感应面时,所述线性集成霍尔元件输出电压大于2.5v,当磁铁北极靠近所述线性集成霍尔元件的有标记感应面时,所述线性集成霍尔元件输出电压小于2.5v,因此所述线性集成霍尔元件以2.5v为中心,最小值只要小于2.5v,最大值只要大于2.5v,在两者之间,如最小值可以为2.1v也可以为0.3v,最大值可以为3v也可以为4.5v,因此此间的数值范围很大,现有各种电子式油位显示表,即输入油位信号为某一电压范围之内的油位显示表,配合传统滑动变阻式油位传感器工作,所述电子式油位显示表输入电压范围较小,二分之一油位输入电压,即油位显示表显示一半油位时的输入电压也较小。
89.第四,电磁式油位显示表内装有左、右两个线圈,转子与指针相连,并位于两个线圈之间,且左右两个线圈串联,右线圈另一端通过电阻接正极,左线圈另一端接负极,滑动变阻式油位传感器两端位于两线圈串联节点和负极之间,且右线圈电流增加左线圈电流减小,右线圈电流减小左线圈电流增加,当所述电磁式油位显示表与霍尔元件接口时,即通过浮球杠杆带动磁铁产生位移,置于磁铁磁场中的所述霍尔元件输出电压信号,再由接口电路连接所述霍尔元件与电磁式油位显示表,显示油位高低,所述电磁式油位显示表的左右线圈只接收一定范围内的电流信号,而所述霍尔元件输出电压为其供电电压一半为中心,从小于一半供电电压到大于一半供电电压之间,范围很广;由于车辆对蓄电池的充电过程中电压逐渐升高至充电限制电压为止,因此所述电磁式油位显示表的供电电压也随蓄电池电压逐渐升高,对于传统滑动变阻式油位传感器,油位不变的情况下,即传统油位传感器滑动变阻器的电阻值不变,所述电磁式油位显示表随供电电压升高,通过右线圈和滑动变阻器的电流增加,所述电磁式油位显示表指针向高油位移动约一到两个表针宽度的距离,即随供电电压增大,所述电磁式油位显示表显示油位增加而产生误差;当所述电磁式油位显示表输入一恒定电流信号至输入端,即右线圈节点到负极之间有一恒定电流信号,此时所述电磁式油位显示表随着供电电压升高,由于右两线圈节点到负极为一恒定电流,因此通过左线圈电流急剧增大,所述电磁式油位显示表指针向低油位大幅度偏转,造成很大误差
而无法使用。
90.通过本申请实施例的一种油位传感器与油位显示表接口方法,达到如下一种或多种技术效果:
91.1磁体随杠杆式浮子旋转,位于磁体正下方磁场中的磁敏元件输出电压也随磁铁旋转而线性变化,由于采用感应结构没有电流经过摩擦触点,因此没有传统滑动变阻式油位传感器的缺点,更准确可靠寿命长。
92.2磁体与磁敏元件即霍尔元件之间的调节关系,当霍尔元件标记面向上,旋转所述杠杆式浮子使所述油位传感器逐渐接近最大量程时,穿出所述霍尔元件表面的磁感线数目逐渐增加,进入所述霍尔元件表面磁感线数目逐渐减少,在霍尔元件内部合成的南极磁场逐渐增强,所述霍尔元件输出电压逐渐升高,当旋转所述杠杆式浮子,使所述油位传感器逐渐接近最小量程时,进入所述霍尔元件表面的磁感线数目逐渐增加,穿出所述霍尔元件表面磁感线数目逐渐减少,在所述霍尔元件内部合成的北极磁场逐渐增强,所述霍尔元件输出电压逐渐降低,理论和实验都证明:在所述油位传感器行程之内满足优选条件下,本发明中所述油位传感器的位移与所述霍尔元件输出电压之间线性良好,行程角较大,即杠杆式浮子在最大量程和最小量程之间的夹角较大,可用于大型车辆油箱。
93.3油位传感器与电位器组成输出电压范围任意可调电路,当所述油位传感器与电子式和电磁式油位显示表连接时,先得出电子式油位显示表的中位电压,或找出电磁式油位显示表一半油位显示刻度,将所述油位传感器置于行程的一半,调整所述电位器使所述油位显示表显示一半油位刻度,再将所述油位传感器置于最大量程,通过调节图1所述螺丝即可改变所述霍尔元件输出电压的范围,使油位显示表显示最大油位刻度,此时将所述油位传感器置于最小量程,所述油位显示表应该显示最小油位刻度,因此输出电压范围任意可调,可用于各种不同输入电压范围和电流范围的油位显示表。
94.4油位传感器与电子式油位显示表接口连接时,由于所述电子式油位显示表输入端到内部电源正极之间接一个上拉电阻,因此需要将霍尔元件输出的电压信号电压经过转换为有一定下拉电流的电压,第一电位器vr输出至图6中e点的电压,由于经过电位器vr因此没有下拉电流的能力,需要将图6中e点输出的电压经过转换为有一定下拉电流的电压,如图6所述第一运放u、r61、r62、r63、r64、c62、q和dw组成的第一恒压源电路,当图6中运放u的负输入端,即图6中e点输入电压信号时,若图6中s端电压大于e点电压,即第一运放u同相输入端电压大于反相输入端电压,第一运放u输出高电压驱动mos管q使其导通将s端电压拉低,使s端电压等于e点电压,若s端电压小于e点电压,即第一运放u同相输入端电压小于反相输入端电压,运放u输出低电压使mos管q电阻增大s端电压升高,使s端电压等于e点电压,由于图6中第一运放u开环使用放大倍数很大,当第一运放u输入端很小电压经放大输出,通过mos管q的栅极与漏极之间电容耦合,经过r61到第一运放u的同相输入端,形成正反馈而震荡,使电路无法工作,因此需加入负反馈电容c62消除震荡,使电路正常工作,由上述电路可以实现,将e点电压转换为有一定下拉电流的电压与所述电子式油位显示表接口连接,并且引入负反馈电容c62使电路稳定可靠。
95.5油位传感器与所述电磁式油位显示表接口连接如图5所示,由所述霍尔元件输出的电压信号经过图5中所述第二电位器vr2和第二运放u2c输出,当右线圈电流逐渐增大时,左线圈电流逐渐减小,右线圈电流逐渐减小时,左线圈电流逐渐增大,且电流在一定的范围
之内,因此需要将第二运放u2c输出的电压信号,转换为两路在一定范围之内的电流信号,第二运放u2c输出的电压信号一路经过第一电阻r12和r13后,由第三运放u2d、c8、r14、r15、r16、r17、q2和dw2组成第一恒流源电路,控制所述电磁式油位显示表右线圈电流,另一路由所述第二运放u2c输出的电压信号,经过由第四运放u2a、r2、r3、r4、vr1、vr3、c4和c5组成的反相放大电路和左线圈电流变化量调整电路,以及左线圈电流上下限调整电路后,经过第二电阻r5和r6分压,进入由第五运放u2b、c6、r7、r8、r9、r10、q1和dw1组成第二恒流源电路控制所述电磁式油位显示表左线圈电流,当接通电源时右线圈第一恒流源中所述q2导通,由于所述y/w端接所述电磁式油位显示表右线圈,其可等效为一个电感,因此通过所述q2的电流不能突变,使所述g点电压减小即所述第三运放u2d反相输入端电压减小,所述u2d输出电压变大,形成正反馈而震荡,使电路误差变大或无法工作,因此引入负反馈电容所述c8消除震荡,使电路稳定可靠,左线圈第二恒流源电路同样引入所述c6消除震荡,所述电磁式油位显示表右线圈半油位电流由所述第二电位器vr2调整到合适范围,右线圈上下限油位电流由图1所述调节螺丝调整到合适范围,所述电磁式油位显示表左线圈电流变化量由所述第三电位器vr3调整到合适范围,左线圈上下限电流由所述第四电位器vr1调整到合适范围,当车辆启动给蓄电池充电,使蓄电池电压升高时,由于所述电磁式油位显示表左右线圈电流通过恒流源调整到合适范围,因此电流恒定不变,使电磁式油位显示表显示精准稳定。
96.6油位传感器与所述电磁式油位显示表接口,连接如图5所示,由所述霍尔元件输出的电压信号,经过图5中所述第二电位器vr2输出至所述第二运放u2c同相输入端,经过所述第二运放u2c输出后驱动所述第一电阻r12、r13和所述第三电位器vr3,由于所述第二电位器vr2输出的电压信号带载能力很弱,经过所述第二运放u2c和r11组成放大电路放大后有较强的带载能力,使所述油位显示表有更高的灵敏度和准确度.
97.7对于反向电磁式油位显示表,如图7所示y/w端到负极电流变大时,所述反向电磁式油位显示表指针指向低油位,所述y/w端到负极电流变小时,反向电磁式油位显示表指针指向高油位,当所述油位传感器与所述反向电磁式油位显示表接口连接时,只需要将所述磁铁的南极和北极互换即可,此时当所述油位传感器逐渐增大量程即油位逐渐升高时,所述霍尔元件输出电压逐渐减小,即图7所述y/w端到负极电流逐渐变小,所述反向电磁式油位显示表指针逐渐指向高油位,因此十分方便和所述反向电磁式油位显示表接口连接。
98.尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
99.显然,本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样,倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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