专利名称：一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺的制作方法
技术领域：
一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺技术领域[0001]本实用新型涉及一种电子尺，尤其是一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺， 属于电子技术领域。
背景技术：
[0002]目前，在工业应用中，常常需要对汽缸中活塞位置进行测量。而活塞被密封安装在汽缸内，而且在不断做往复运动，因此对其位置的测量不能通过刻度尺来完成。通常的做法是在汽缸的外部通过机械连接的方式，固定一个可变电阻，在汽缸运动的过程中带动可变电阻滑动而改变其接触点的位置，从而改变电阻值，得到电阻值还需要通过模数转换电路转化成数字信号送给处理器进行处理，对阻值分析计算得出汽缸活塞的位置数值。这种通过机械联动的测量方式常因其机械结构而存在物理位置偏差，造成测量误差，而且容易因为运动磨损造成触点的接触不良而使测量失效。[0003]因此有必要研发出一种新型的用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，使其采用非接触及数字测量方式，通过磁环及霍尔传感器感应活塞位置，实现快速准确测量。发明内容[0004]本实用新型针对现有技术的问题，提供了一种采用非接触及数字测量方式，通过磁环及霍尔传感器感应相对位置，实现快速准确测量的用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺。[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的[0006]所述的一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，包括磁环、霍尔传感器和集成电路模块；所述磁环固定在汽缸内部的活塞上，所述霍尔传感器的输出端与所述集成电路模块的输入端连接，固定在汽缸外侧，所述霍尔传感器设置有若干个，顺次直线排列，分布的密度与电子感应尺的刻度相对应。[0007]进一步地，所述集成电路模块包括微处理器、IO扩展电路、电源和LED指示灯；所述微处理器、IO扩展电路及LED指示灯的阳极分别与所述电源连接，所述霍尔传感器的输出端分别与所述IO扩展电路的输入端及LED指示灯的阴极连接，所述IO扩展电路的输出端与所述微处理器连接。[0008]进一步地，所述集成电路模块还包括RS485驱动电路；所述RS485驱动电路与所述微处理器及电源连接。[0009]更进一步地，所述霍尔传感器是开关型霍尔传感器，型号为AH3020。[0010]更进一步地，所述IO扩展电路设置有若干个输入口，每个输入口与设置在相应位置的霍尔传感器连接。[0011]本实用新型所述的一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺工作原理是所述的磁环固定在汽缸内部的活塞上，随活塞往复运动，使活塞周围产生磁场。汽缸外侧固定设置有多个所述霍尔传感器，顺序排列成直线。所述的霍尔传感器在一定强度的磁场作用下，会使内部触发器翻转，输出低电平。各个霍尔传感器产生的低电平使与之连接的LED指示灯点亮，并通过所述的IO扩展电路的相应引脚将信号传送给所述微处理器，所述的微处理器判断相应引脚上的电平得出活塞的实时位置，同时通过所述的RS485驱动电路将检测到的参数传输到实际应用单元电路。[0012]本实用新型的优点在于提供了一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，采用非接触及数字测量方式，通过磁环及霍尔传感器感应活塞位置，实现快速准确测量。


[0013]图1是本实用新型所述的一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺的原理方框示意图。[0014]附图中分述标记如下1、磁环；2、霍尔传感器；3、集成电路模块；4、微处理器；5、 IO扩展电路；6、电源；7、LED指示灯；8、RS485驱动电路。
具体实施方式
[0015]如附图1所示，是一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺的原理方框示意图， 包括磁环1、霍尔传感器2和集成电路模块3，所述集成电路模块3包括微处理器4、10扩展电路5、电源6、LED指示灯7和RS485驱动电路8。所述磁环1固定在汽缸内部的活塞上， 所述霍尔传感器2的输出端与所述集成电路模块3的输入端连接，固定在汽缸外侧，所述霍尔传感器2设置有若干个，顺次直线排列，分布的密度与电子感应尺的刻度相对应。所述微处理器4、10扩展电路5、RS485驱动电路8及LED指示灯7的阳极分别与所述电源6连接， 每个所述霍尔传感器2的输出端分别与所述IO扩展电路5的对应输入端及LED指示灯7 的阴极连接，所述IO扩展电路5的输出端和所述RS485驱动电路8分别与所述微处理器4 连接。[0016]本使用新型所述的一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，可以设置有包括三组电子尺，电阻 R1-R9、R28-R34、发光二极管 D1-D10、D32-D36、霍尔开关 Z1-Z3、Z10-17、 Z34-Z38和接插件J2组成的第一电子尺；电阻R10-R18、R35-R41、发光二极管D11-D20、 D37-D42、霍尔开关 Α-lh、Z18-Z25、Z39-Z43和接插件Jl组成的第二电子尺；电阻 R19-R27、R42-R48、发光二极管 D21-D30、D43-D48、霍尔开关 Z7-Z9、Z26-Z33, Z44-Z48 和接插件J5组成的第三电子尺。电阻R1-R48分别为发光二极管D1-D48的上拉和限流电阻，组成LED指示灯7，霍尔开关Z1-Z48组成霍尔传感器2，型号为AH3020。锁存器芯片U1-U6组成IO扩展电路5，微处理器4采用单片机U8，单片机U8的8位输入口 RB0-RB7，通过IO扩展电路5扩展为48个输入口，分别连接于接插件J3、J4、J6，并与第一电子尺、第二电子尺、 第三电子尺的对应接插件J2、JU J5接插连接，48个输入口分别与48个霍尔开关Z1-Z48 对应。[0017]磁环1固定在汽缸内部的活塞上，随活塞往复运动，使活塞周围产生磁场。汽缸外侧固定设置的多个霍尔传感器2在一定强度的磁场作用下，会使内部触发器翻转，输出低电平。各个霍尔传感器2产生的低电平使与之连接的LED指示灯7点亮，并通过IO扩展电路的相应引脚将信号传送给所述微处理器，在本实施例中，第一电子尺、第二电子尺、第三电子尺分别固定在三个汽缸的外侧，各电子尺的霍尔开关Z1-Z48在汽缸中活塞的运行后，快速感知其位置，在对应的霍尔开关输出低电平，使与之连接发光二极管发光。同时，该低电平通过与之连接的锁存器芯片传送到相应的扩展输入口。由于48个输入口中任意一个的低电平都能被单片机U8检测到，从而获知汽缸中活塞的实时位置。单片机U8还可将检测到的参数通过RS485驱动电路8传输到实际应用单元电路。每个电子尺包括16个霍尔开关，并由两片8位锁存器芯片扩展而成16个输入口与之连接，因此，每个电子尺的分辨率为16位，单片机U8可同时检测3支16位分辨率的电子尺。增加电子尺的霍尔开关及锁存器芯片的数量，可扩展更多的输入口，实现更高分辨率的测量，获得汽缸中更准确的活塞位置。[0018] 显然上述实施例不是对本实用新型的限制，上述的一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺还可以有其他许多变化。虽然已经结合上述例子详细讨论了本实用新型，但应该理解到业内专业人士可以显而易见地想到的一些雷同，代替方案，均落入本实用新型权利要求所限定的保护范围之内。
权利要求1.一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，其特征在于，包括磁环(1)、霍尔传感器 (2)和集成电路模块(3)；所述磁环(1)固定在汽缸内部的活塞上，所述霍尔传感器O)的输出端与所述集成电路模块C3)的输入端连接，固定在汽缸外侧，所述霍尔传感器( 设置有若干个，顺次直线排列，分布的密度与电子感应尺的刻度相对应。
2.根据权利要求1所述的用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，其特征在于，所述集成电路模块⑶包括微处理器G)、I0扩展电路(5)、电源(6)和LED指示灯(7)；所述微处理器G)、I0扩展电路( 及LED指示灯(7)的阳极分别与所述电源(6)连接，所述霍尔传感器O)的输出端分别与所述IO扩展电路(5)的输入端及LED指示灯(7)的阴极连接，所述IO扩展电路(5)的输出端与所述微处理器⑷连接。
3.根据权利要求2所述的用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，其特征在于，所述集成电路模块C3)还包括RS485驱动电路(8)；所述RS485驱动电路( 与所述微处理器(4) 及电源(6)连接。
4.根据权利要求3所述的用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，其特征在于，所述霍尔传感器(2)是开关型霍尔传感器，型号是AH3020。
5.根据权利要求4所述的用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，其特征在于，所述IO 扩展电路( 设置有若干个输入口，每个输入口与设置在相应位置的霍尔传感器( 连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电子尺，尤其是一种用于测量汽缸活塞位置的电子感应尺，属于电子技术领域。该电子尺包括磁环、霍尔传感器和集成电路模块；所述磁环固定在汽缸内部的活塞上，所述霍尔传感器的输出端与所述集成电路模块的输入端连接，固定在汽缸外侧，所述霍尔传感器设置有若干个，顺次直线排列，分布的密度与电子感应尺的刻度相对应。本实用新型采用非接触及数字测量方式，通过磁环及霍尔传感器感应活塞位置，实现快速准确测量。
文档编号G01B7/00GK202255260SQ20112027713
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者蔡德明 申请人:福州梦飞电子科技有限公司