專利名稱：一種霍爾電量傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器技術領域，更具體地說，涉及一種霍爾電量傳感器。
背景技術：
霍爾傳感器是應用霍爾效應制作的一種磁場傳感器，霍爾傳感器廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸?shù)雀鱾€領域。隨著電力電子的發(fā)展，霍爾電壓或電流傳感器被應用于各個領域中電壓、電流的測量，如，在鐵路機車、城軌、地鐵、變頻以及光伏發(fā)電等領域中電壓、電流的檢測與控制?；魻栯妷簜鞲衅骱突魻栯娏鱾鞲衅骺梢越y(tǒng)稱為霍爾電量傳感器。在應用霍爾電量傳感器的控制系統(tǒng)中，當被檢測電路的電壓或電流發(fā)生變化時， 霍爾電量傳感器可以檢測到該電流或電壓變化，將檢測到的電壓或電流信號經(jīng)過調(diào)制電路得到一路輸出信號，該輸出信號可用于被測系統(tǒng)的控制。例如，在發(fā)電系統(tǒng)中，通過對霍爾電流傳感器的輸出信號進行處理，設定限流工作點，以確保發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率不高于發(fā)電機的額定功率。現(xiàn)有的霍爾電量傳感器對輸入信號進行調(diào)制只能得到一路輸出信號，但是在某些控制系統(tǒng)中可能會需要多路輸出信號才能完成對系統(tǒng)的控制，如，在同一電源設備中可能需要利用輸出信號對顯示模塊和工作模塊進行控制，這樣就需要有兩路輸出信號才能實現(xiàn)對這兩個模塊的控制。因此，對于需要兩路輸出信號的控制系統(tǒng)來說，現(xiàn)有的霍爾電量傳感器顯然不能滿足要求。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種霍爾電量傳感器，該霍爾電量傳感器當有一路信號輸入時可以輸出兩路信號，能滿足控制系統(tǒng)對兩路輸出信號的要求。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種霍爾電量傳感器，包括第一感應線圈、兩個第一霍爾元件和兩個第二信號調(diào)制電路，所述第一感應線圈的初級線圈與信號輸入端相連，所述第一感應線圈的次級線圈上設有第一信號輸出端，還包括第二感應線圈，所述第二感應線圈的初級線圈與所述第一感應線圈的第一信號輸出端相連；兩個用于檢測所述第二感應線圈磁場變化的第二霍爾元件；分別與所述兩個霍爾元件相連的兩個第二信號調(diào)制電路，所述兩個第二信號調(diào)制電路的輸出端分別連接于所述第二感應線圈的次級線圈的兩端；所述第二感應線圈的次級線圈的引出端為第二信號輸出端。優(yōu)選的，所述第二感應線圈的初級線圈和次級線圈分別包括兩個電感線圈。優(yōu)選的，所述第二信號輸出端位于所述第二感應線圈的次級線圈的兩個電感線圈之間。優(yōu)選的，所述第二調(diào)制電路包括運算放大器以及與所述運算放大器相連的差分放大器。優(yōu)選的，所述運算放大器與所述第二霍爾元件相連。[0014]優(yōu)選的，所述差分放大器的輸出端為第二調(diào)制電路的輸出端。優(yōu)選的，所述差分放大器包括集電極相連的兩個三極管，以及分別與所述兩個三極管相連的兩個電阻。由上述技術方案可見，本實用新型所提供的一種霍爾電量傳感器，該霍爾電量傳感器包括第一感應線圈和第二感應線圈，第一感應線圈的信號輸出端與第二感應線圈的初級線圈相連，當?shù)谝桓袘€圈的第一信號輸出端輸出第一信號后，第二霍爾元件可以檢測到第二感應線圈的磁場變化，進而將第一信號輸出端輸出的第一信號經(jīng)過第二調(diào)制電路進行調(diào)制，并由第二感應線圈的第二信號輸出端將調(diào)制后的第一信號輸出，這樣就可以得到兩個輸出信號，能控制系統(tǒng)對兩路輸出信號來完成相應的控制操作要求。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例所提供的一種霍爾電量傳感器的電路結(jié)構示意圖；圖2為本實用新型實施例所提供的一種霍爾元件檢測裝置的結(jié)構示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。現(xiàn)有的霍爾電量傳感器對一路輸入信號進行調(diào)制只能得到一路輸出信號，具體原因是由于現(xiàn)有的霍爾電量傳感器內(nèi)部只包括一路感應線圈，當輸入信號后感應線圈的磁場會發(fā)生相應的變化，霍爾元件或感應到磁場的變化，進而將感應的信號經(jīng)過調(diào)制得到一路輸出信號。為了霍爾電量傳感器在只有一路輸入信號的情況下，能得到兩路輸出信號，本實用新型實施例提供了一種霍爾電量傳感器，包括第一感應線圈；兩個第一霍爾元件和兩個第一調(diào)制電路；第一感應線圈的初級線圈與霍爾電量傳感器的信號輸入端相連；第一感應線圈的次級線圈上設有第一信號輸出端；該霍爾電量傳感器還包括第二感應線圈，該第二感應線圈的初級線圈與第一感應線圈的第一信號輸出端相連；以及兩個用于檢測第二感應線圈磁場變化的第二霍爾元件；以及分別與兩個霍爾元件相連的兩個第二信號調(diào)制電路，兩個第二信號調(diào)制電路的輸出端分別連接與第二感應線圈的次級線圈的兩端；其中，第二感應線圈的次級線圈的引出端為第二信號輸出端。由于第一感應線圈的信號輸出端與第二感應線圈的初級線圈相連，因此第一感應線圈的輸出信號可以作為第二感應線圈的輸入信號，由第二霍爾元件感應第二感應線圈的磁場變化，進而將第二霍爾元件感應到的信號經(jīng)過第二調(diào)制電路進行調(diào)制，得到第二輸出信號，因此，本實用新型的霍爾電量傳感器在只有一路輸入信號的時可以得到兩路輸出信號，以便于利用兩路輸出信號對控制系統(tǒng)進行控制。參見圖1、為本實用新型一種霍爾電量傳感器一個實施例的電路結(jié)構示意圖，本實施例的霍爾電量傳感器包括第一感應線圈11、兩個第一霍爾元件12、兩個第一調(diào)制電路 13、第二感應線圈21、兩個第二霍爾元件22和兩個第二調(diào)制電路23。第一感應線圈11由初級線圈和次級線圈組成，初級線圈和次級線圈之間設置有鐵心I，第一感應線圈11的初級線圈的兩端分別與信號輸入端VS相連，在第一感應線圈11 的初級線圈與信號輸入端的電路之間還可以設置一個電阻RS ；第一感應線圈11的次級線圈上設有輸出信號的引出端M1，該輸出信號的引出端Ml為第一信號輸出端，用于輸出第一輸出信號OUTl。當被檢測的電壓或電流發(fā)生變化(S卩，霍爾電量傳感器有輸入信號輸入)時，第一感應線圈11的磁場會發(fā)生變化，兩個第一霍爾元件12會感應到該第一感應線圈磁場變化， 并產(chǎn)生相應的信號，兩個第一霍爾元件會分別產(chǎn)生正向信號和負向信號，之后第一霍爾元件的產(chǎn)生信號會經(jīng)過與第一霍爾元件12其相連的第一調(diào)制電路13，并由第一調(diào)制電路13 對第一霍爾元件產(chǎn)生的信號進行調(diào)制，并最終將調(diào)制后的信號輸出到第一感應線圈的第一信號輸出端M1，得到第一輸出信號。為了能夠得到兩個輸出信號，第一感應線圈11的第一信號輸出端Ml可以與第二感應線圈21的初級線圈相連；第二感應線圈21也對應的設置有兩個第二霍爾元件，兩個第二霍爾元件22均用于檢測第二感應線圈21的磁場變化。當?shù)谝恍盘栞敵龆薓l有第一信號輸出時，第二感應線圈21的磁場就會發(fā)生相應的變化，第一霍爾元件22變化檢測到磁場變化，進而產(chǎn)生相應的信號。與第一霍爾元件類似，兩個第二霍爾元件分別生成正信號和負信號，如，當?shù)谝惠敵鲂盘枮橐粋€交流電流信號，兩個霍爾元件將會分別檢測到第二感應線圈的磁場變化，并對應的產(chǎn)生正向(電壓或電流)信號與負向(電壓或電流)信號。兩個第二霍爾元件22產(chǎn)生的信號會分別經(jīng)過與這兩個第二霍爾元件22相連的兩個第二調(diào)制電路23，以便第二調(diào)制電路23對第二霍爾元件22產(chǎn)生的信號進行信號調(diào)制，如對信號進行功率比放大等。兩個第二信號調(diào)制電路22的輸出端分別連接于第二感應線圈21的次級線圈的兩端，當?shù)诙{(diào)制電路對第二霍爾元件產(chǎn)生的信號進行調(diào)制后，調(diào)制后的信號會傳輸?shù)降诙袘€圈的次級線圈的引出端M2，該引出端M2為第二信號輸出端，用于輸出第二信號 0UT2。第一感應線圈和第二感應線圈的形式有多種，參見圖1，可以為第一感應線圈11 的初級線圈和次級線圈分別包括兩個電感線圈，第一感應線圈11的初級線圈由電感線圈 RA和電感線圈RB組成，第一感應線圈11的次級線圈由電感線圈rA和電感線圈rB組成。 相應的，第二感應線圈的初級線圈和次級線圈之間設置有鐵心II，第二感應線圈的初級線圈和次級線圈也可以分別包括兩個電感線圈，第二感應線圈的初級線圈由電感線圈RC和電感線圈RD構成，第二感應線圈的次級線圈由電感線圈rC和電感線圈rD構成。當然，第一感應線圈和第一感應線圈也可以有其他形式在此，并不加以限制。進一步的，當?shù)谝桓袘€圈和第二感應線圈的初級線圈和次級線圈均包括兩個電感線圈時，第一信號輸出端Ml可以位于第一感應線圈21的次級線圈的兩個電感線圈之間， 如，第一信號輸出端Ml位于第一感應線圈的次級線圈上的電感線圈rA和電感線圈rb之間；第二信號輸出端M2位于第二感應線圈22的次級線圈的兩個電感線圈之間，如，第二信號輸出端Ml位于第二感應線圈rc和電感線圈rD之間。其中，本實施例的霍爾電量傳感器的調(diào)制電路可以包括運算放大器以及與運算放大器相連的差分放大器。兩個第一調(diào)制電路21均包含放大器和差分放大器(或者稱為功率放大器)，運算放大器與第一霍爾元件相連，該運算放大器的輸出端與差分放大器相連， 差分放大器的輸出端為第一調(diào)制電路的輸出端，該第一調(diào)制電路的輸出端與第一感應線圈的次級線圈的一端相連。與第一調(diào)制電路相似，兩個第二調(diào)制電路22也均包含運算放大器和差分放大器(或者稱為功率放大器)，運算放大器的輸入端與第二霍爾元件相連，該運算放大器的輸出端與差分放大器相連，差分放大器的輸出端為第二調(diào)制電路的輸出端，該第二調(diào)制電路的輸出端與第二感應線圈的次級線圈的一端相連。第一調(diào)制電路和第二調(diào)制電路中的差分放大器均可以包括集電極相連的兩個三極管，以及分別與兩個三極管相連的兩個電阻。如圖，兩個第一調(diào)制電路中，一個第一調(diào)制電路由運算放大器Ul和與運算放大器Ul相連的差分放大器相連，與運算放大器Ul相連的差分放大器由三極管VI、三極管V2、電阻Rl和電阻R2組成；另一個第一調(diào)制電路由運算放大器U2和與運算放大器U2相連的差分放大器相連，與運算放大器U2相連的差分放大器由三極管V3、三極管V4、電阻R3和電阻R4組成。兩個第二調(diào)制電路中也分別設置有運算放大器和差分放大器，差分放大器用于對第二霍爾元件產(chǎn)生的信號進行功率放大。其中，一個第二調(diào)制電路由運算放大器U3和與運算放大器U3相連的差分放大器相連，與運算放大器 U3相連的差分放大器包括三極管V5、三極管V6、電阻R5和電阻R6，另一個第二調(diào)制電路由運算放大器U4和與運算放大器U4相連的差分放大器相連，與運算放大器U4相連的差分放大器包括三極管V7、三極管V8、電阻R7和電阻R8。其中，接入三極管VI、三極管V3的發(fā)射極的接入電源為VEE1，接入三極管V2、三極管V4的發(fā)射極的接入電源為VDDl ；接入三極管 V5和三極管V7的發(fā)射極的接入電源為VEE2，接入三極管V6和三極管V8的發(fā)射極的接入電源為VDD2。為了使得霍爾電量傳感器具有較高的精度，需要對霍爾電量傳感器上的霍爾元件進行測試。霍爾元件是霍爾傳感器上的敏感器件，它的輸出特性隨溫度的變化會發(fā)生相應的改變，為了在不同溫度下對霍爾元件的特性進行測量，可以采用本實用新型的一種霍爾元件智能測試系統(tǒng)對該霍爾元件進行智能測試，該霍爾元件智能測試系統(tǒng)包括高低溫試驗箱A、智能測試裝置B、霍爾元件定位器C、霍爾檢測模塊D，以及與智能測試裝置相連的外接引線P在高低溫試驗箱A內(nèi)設有智能測試裝置B，該智能測試裝置B —端與外接引線P相連，智能測試裝置B與霍爾檢測模塊D相連，霍爾檢測模塊D的線圈與霍爾元件定位器C連接。測試的過程中，高低溫試驗箱A可以模擬各種運行工況滿足霍爾元件動態(tài)測試溫度變化的要求，能提供不同的測試溫度。而智能測試裝置B可自動輸出正負10伏的高精度電壓 (其中Vl為正電壓、GNDl為負電壓)，智能測試裝置B自動將正負10伏高精度電壓等差分為十檔，并給霍爾檢測模塊中的線圈D5提供電流，進而由該線圈D5產(chǎn)生磁場；霍爾元件板通過霍爾元件板定位器C與霍爾檢測模塊D的電極緊密接觸，其中，Dl為霍爾元件的供電電源的正極、D2輸出信號的正方向信號、D3供電電源的負極、D4輸出信號的負方向信號；啟動開關QTAl開始測試；霍爾元件在不同測試工況下的輸出送回到智能測試裝置，即輸出為正電壓VO和負電壓GND2。測試結(jié)果保存在智能測試裝置B中，以便后取出測試結(jié)果供生產(chǎn)用。[0033] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種霍爾電量傳感器，包括第一感應線圈、兩個第一霍爾元件和兩個第二信號調(diào)制電路，所述第一感應線圈的初級線圈與信號輸入端相連，所述第一感應線圈的次級線圈上設有第一信號輸出端，其特征在于，還包括第二感應線圈，所述第二感應線圈的初級線圈與所述第一感應線圈的第一信號輸出端相連；兩個用于檢測所述第二感應線圈磁場變化的第二霍爾元件；分別與所述兩個霍爾元件相連的兩個第二信號調(diào)制電路，所述兩個第二信號調(diào)制電路的輸出端分別連接于所述第二感應線圈的次級線圈的兩端；所述第二感應線圈的次級線圈的引出端為第二信號輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述的霍爾電量傳感器，其特征在于，所述第二感應線圈的初級線圈和次級線圈分別包括兩個電感線圈。
3.根據(jù)權利要求2所述的霍爾電量傳感器，其特征在于，所述第二信號輸出端位于所述第二感應線圈的次級線圈的兩個電感線圈之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的霍爾電量傳感器，其特征在于，所述第二調(diào)制電路包括運算放大器以及與所述運算放大器相連的差分放大器。
5.根據(jù)權利要求4所述的霍爾電量傳感器，其特征在于，所述運算放大器與所述第二霍爾元件相連。
6.根據(jù)權利要求4所述的霍爾電量傳感器，其特征在于，所述差分放大器的輸出端為第二調(diào)制電路的輸出端。
7.根據(jù)權利要求4所述的霍爾電量傳感器，其特征在于，所述差分放大器包括集電極相連的兩個三極管，以及分別與所述兩個三極管相連的兩個電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種霍爾電量傳感器，包括第一感應線圈、兩個第一霍爾元件和兩個第二信號調(diào)制電路，第一感應線圈的初級線圈與信號輸入端相連，第一感應線圈的次級線圈上設有第一信號輸出端，還包括第二感應線圈，第二感應線圈的初級線圈與第一感應線圈的第一信號輸出端相連；兩個用于檢測第二感應線圈磁場變化的第二霍爾元件；分別與兩個霍爾元件相連的兩個第二信號調(diào)制電路，兩個第二信號調(diào)制電路的輸出端分別連接于第二感應線圈的次級線圈的兩端；第二感應線圈的次級線圈的引出端為第二信號輸出端。該霍爾電量傳感器當有一路信號輸入時可以輸出兩路信號，能滿足控制系統(tǒng)對兩路輸出信號的要求。
文檔編號G01R19/00GK202119822SQ20112021108
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者楊軍平 申請人:楊軍平