一种多功能旋钮操作装置及其操作方法与流程

本发明属于汽车配件旋钮技术领域，具体涉及一种多功能旋钮操作方法，同时，本发明还涉及一种多功能旋钮操作方法。

背景技术：

汽车配件是构成汽车整体的各个单元及服务于汽车的一种产品。汽车配件的种类繁多，随着人们生活水平的提高，人们对汽车的消费也越来越多，汽车配件的这个市场变得也越来越大。近些年来汽车配件制造厂也在飞速地发展，多功能旋钮开关的配件在汽车设备中占有重要的地位。

目前市场上多功能旋钮开关旋钮操作方式大部分为四向拔动，即通过拔杆带动四个侧面按压四个方向上的微动开关来实现信号输出的。这种操作方式旋钮内部结构存在机械磨损，使用寿命受机械磨损影响，并旋钮底面与盖板面间隙偏大，精质感不强。这样难以增强客户对车子舒适感的体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多功能旋钮操作装置及其操作方法，旋钮本体装于霍尔传感器旋钮柱上带动旋转实现信号输出，磁铁装于霍尔传感器上，通过霍尔传感器检测磁铁的位移来实现输出信号，此种结构简单、易于实现、信号稳定，本发明通过优化旋钮内部结构，使操作方式为平移通过霍尔传感器检测磁铁的位移来输出信号的。不通过按压微动开关就能实现信号输出，这样就不存在机械磨损，使用寿命不会受机械磨损影响，旋钮底面与盖板面间隙减小，精质感增强，给客户更好的体验，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种多功能旋钮操作装置，包括旋钮本体和霍尔传感器，所述旋钮本体安装于霍尔传感器的旋转柱上，所述霍尔传感器底部安装有磁铁。

本发明还提供一种多功能旋钮操作方法，包括以下步骤：

s1：传感器的选取，选取霍尔传感器作为信号输出的主体结构，备用；

s2：磁铁结构的安装，将磁铁固定安装在霍尔传感器的底部位置，制成信号检测组件，通过霍尔传感器检测磁铁的位移信号；

s3：信号检测组件设备的安装，将信号检测组件设备上的霍尔传感器安装在旋钮本体的内部底部并固定；

s4：信号输出，旋钮平移操作，通过霍尔传感器检测磁铁的位移来输出信号。

优选的，所述霍尔传感器为磁场传感器。

优选的，所述霍尔传感器的乘积灵敏度kh公式为：

式中，uh为霍尔电压，i为霍尔电流，b为磁场。

优选的，所述霍尔传感器中对于n型半导体：

优选的，所述霍尔传感器中对于p型半导体：

本发明提出的一种多功能旋钮操作方法，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明旋钮内部结构，旋钮本体装于霍尔传感器旋钮柱上带动旋转实现信号输出，磁铁装于霍尔传感器上，通过霍尔传感器检测磁铁的位移来实现输出信号，此种结构简单、易于实现、信号稳定，本发明通过优化旋钮内部结构，使操作方式为平移通过霍尔传感器检测磁铁的位移来输出信号的。不通过按压微动开关就能实现信号输出，这样就不存在机械磨损，使用寿命不会受机械磨损影响，旋钮底面与盖板面间隙减小，精质感增强，给客户更好的体验。

附图说明

图1为本发明一种多功能旋钮操作装置的结构示意图；

图2为本发明一种多功能旋钮操作装置的霍尔传感器结构示意图。

图中：1、旋钮本体；2、霍尔传感器；3、磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供了一种多功能旋钮操作装置，包括旋钮本体1和霍尔传感器2，所述旋钮本体1安装于霍尔传感器2的旋转柱上，所述霍尔传感器2底部安装有磁铁3。

本发明还提供一种多功能旋钮操作方法，包括以下步骤：

s1：传感器的选取，选取霍尔传感器作为信号输出的主体结构，备用；

s2：磁铁结构的安装，将磁铁固定安装在霍尔传感器的底部位置，制成信号检测组件，通过霍尔传感器检测磁铁的位移信号；

s3：信号检测组件设备的安装，将信号检测组件设备上的霍尔传感器安装在旋钮本体的内部底部并固定；

s4：信号输出，旋钮平移操作，通过霍尔传感器检测磁铁的位移来输出信号。

具体的，所述霍尔传感器为磁场传感器。

霍尔传感器中的霍尔效应是磁电效应的一种，半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：rh为霍尔常数，它与半导体材质有关；i为霍尔元件的偏置电流；b为磁场强度；d为半导体材料的厚度。

对于一个给定的霍尔器件，当偏置电流i固定时，uh将完全取决于被测的磁场强度b。

一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流i的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路，就会产生霍尔电流。一般地说，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出；若精度要求高，则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的镀膜合金；这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05t左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。

在半导体薄片两端通以控制电流i，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为b的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为uh的霍尔电压。

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。对于图1所示的半导体试样，若在x方向通以电流is，在z方向加磁场b，则在y方向即试样a，a′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决定于测试样品的电类型。显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移。

霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式，称为锁键型霍尔传感器。

(二)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器主要用于交直流电流和电压测量

开关型，bnp为工作点“开”的磁感应强度，brp为释放点“关”的磁感应强度。当外加的磁感应强度超过动作点bnp时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点bnp以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点brp时，传感器才由低电平跃变为高电平。bnp与brp之间的滞后使开关动作更为可靠。

锁键型，当磁感应强度超过动作点bnp时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变(即锁存状态)，必须施加反向磁感应强度达到brp时，才能使电平产生变化

线性型，输出电压与外加磁场强度呈线性关系，在b1～b2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。

开环式电流传感器

由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。

霍尔电流传感器，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。

闭环式电流传感器，磁平衡式电流传感器也叫霍尔闭环电流传感器，也称补偿式传感器，即主回路被测电流ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用，此时可以通过is来平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。

霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50hz正弦波；原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600vrms；精度高：在工作温度区内精度优于1％，该精度适合于任何波形的测量；线性度好：优于0.1％；宽带宽：高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs；但是，电压传感器带宽较窄，一般在15khz以内，6400vrms的高压电压传感器上升时间约500us，带宽约700hz；测量范围：霍尔传感器为系列产品，电流测量可达50ka，电压测量可达6400v。

具体的，所述霍尔传感器的乘积灵敏度kh公式为：

式中，uh为霍尔电压，i为霍尔电流，b为磁场。

具体的，所述霍尔传感器中对于n型半导体：

具体的，所述霍尔传感器中对于p型半导体：

综上所述：本发明旋钮内部结构，旋钮本体装于霍尔传感器旋钮柱上带动旋转实现信号输出，磁铁装于霍尔传感器上，通过霍尔传感器检测磁铁的位移来实现输出信号，此种结构简单、易于实现、信号稳定，本发明通过优化旋钮内部结构，使操作方式为平移通过霍尔传感器检测磁铁的位移来输出信号的。不通过按压微动开关就能实现信号输出，这样就不存在机械磨损，使用寿命不会受机械磨损影响，旋钮底面与盖板面间隙减小，精质感增强，给客户更好的体验。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。