一種基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)，包括不銹鋼保護(hù)管，所述不銹鋼保護(hù)管上套裝有隨液位變化而上下移動(dòng)的浮子，所述浮子內(nèi)設(shè)有磁環(huán)，所述不銹鋼保護(hù)管內(nèi)設(shè)有與其長(zhǎng)度相適配的電路板，該電路板沿其長(zhǎng)度方向等間距的布置有至少三個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器，每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器均與位于不銹鋼保護(hù)管頂部的處理及顯示電路板電連接。該油位計(jì)使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定且分辨率較高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油位計(jì)，具體涉及一種基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]油位計(jì)是用來(lái)顯示機(jī)動(dòng)車(chē)油箱內(nèi)燃油油面高度的重要部件，傳統(tǒng)的油位計(jì)采用的是浮子式或干簧管式。浮子式油位計(jì)為由滑動(dòng)電阻構(gòu)成的接觸式油位計(jì)，油位改變使滑動(dòng)電阻的觸點(diǎn)位置發(fā)生改變，從而使其阻值發(fā)生改變，根據(jù)滑動(dòng)電阻的阻值大小即可確定油面的高度(即油位)；這種油位計(jì)在工作過(guò)程中存在接觸摩擦，容易產(chǎn)生電火花，滑動(dòng)電阻易磨損，觸點(diǎn)易受汽油腐蝕，使用壽命短。干簧管式油位計(jì)是在膠木條上等間隔焊多個(gè)干簧管，膠木條裝在不銹鋼保護(hù)管內(nèi)，不銹鋼保護(hù)管上套裝有浮子，浮子內(nèi)裝有磁環(huán)；在浮力作用下，浮子漂浮在油面上，浮子的位置隨著油位變化而變化，當(dāng)浮子浮到某一個(gè)干簧管高度時(shí)，受到磁場(chǎng)影響該干簧管觸發(fā)閉合，從而確定油面的高度；這種油位計(jì)的每個(gè)干簧管的尺寸較大，油位計(jì)分辨率較低，同時(shí)干簧管容易被磁環(huán)磁化而失去油位判斷能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)，以延長(zhǎng)油位計(jì)的使用壽命，提高油位計(jì)的穩(wěn)定性和分辨率。
[0004]本發(fā)明所述的基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)，包括不銹鋼保護(hù)管，所述不銹鋼保護(hù)管上套裝有隨液位變化而上下移動(dòng)的浮子，所述浮子內(nèi)設(shè)有磁環(huán)，所述不銹鋼保護(hù)管內(nèi)設(shè)有與其長(zhǎng)度相適配的電路板，該電路板沿其長(zhǎng)度方向等間距的布置有至少三個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器，每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器均與位于不銹鋼保護(hù)管頂部的處理及顯示電路板電連接。
[0005]處理及顯示電路板用于將開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果(即油位)顯示出來(lái)。開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器既可以是單極性開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器(即在規(guī)定的N極或S極磁場(chǎng)觸發(fā)下輸出數(shù)字信號(hào))，也可以是雙極性開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器(即在N極或S極磁場(chǎng)觸發(fā)下都可以輸出數(shù)字信號(hào))。
[0006]進(jìn)一步，所述處理及顯示電路板上設(shè)有并入串出移位寄存器、單片機(jī)和數(shù)字顯示模塊，所述并入串出移位寄存器的輸入端與每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的信號(hào)輸出端連接，并入串出移位寄存器的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接，單片機(jī)的輸出端與數(shù)字顯示模塊連接。
[0007]并入串出移位寄存器用于將同時(shí)從各開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器輸出的并行信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)，送入單片機(jī)內(nèi)判斷，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)判斷后，將油位通過(guò)數(shù)字顯示模塊顯示出來(lái)。
[0008]其工作原理如下:電路板上的每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)油位，當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)油箱內(nèi)的燃油油位發(fā)生變化時(shí)，浮子以及其內(nèi)的磁環(huán)隨油位變化而上下浮動(dòng)，當(dāng)浮子浮到某一個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器高度時(shí)，該開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器受到磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而對(duì)地導(dǎo)通，輸出低電平，而其它開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)并入串出移位寄存器轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī)內(nèi)判斷，單片機(jī)判斷后輸出給數(shù)字顯示模塊顯示油位。
[0009]本發(fā)明的各個(gè)部件之間沒(méi)有任何機(jī)械接觸點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生電火花，使用壽命長(zhǎng)；開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定且尺寸小，從而使油位計(jì)具有較高的穩(wěn)定性和分辨率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明放置在油箱內(nèi)的示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0012]圖3為本發(fā)明中各開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1、圖2和圖3所示的基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)，包括不銹鋼保護(hù)管7，不銹鋼保護(hù)管7的頂部設(shè)有處理及顯示電路板I，處理及顯示電路板I上設(shè)有并入串出移位寄存器
11、單片機(jī)12和數(shù)字顯示模塊13，不銹鋼保護(hù)管7上套裝有隨液位變化而上下移動(dòng)的浮子3，浮子3的內(nèi)部設(shè)有磁環(huán)4，不銹鋼保護(hù)管7的內(nèi)部設(shè)有與其長(zhǎng)度相適配的電路板6，該電路板6沿其長(zhǎng)度方向等間距的布置有八個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器5，從下往上依次編號(hào)為第一霍爾傳感器Ul (油位標(biāo)定為10mm)、第二霍爾傳感器U2 (油位標(biāo)定為20mm)、第三霍爾傳感器U3 (油位標(biāo)定為30mm)、第四霍爾傳感器U4 (油位標(biāo)定為40mm)、第五霍爾傳感器U5 (油位標(biāo)定為50mm)、第六霍爾傳感器U6 (油位標(biāo)定為60mm)、第七霍爾傳感器U7 (油位標(biāo)定為70mm)和第八霍爾傳感器U8 (油位標(biāo)定為80mm)，八個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器均為雙極性開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器。
[0015]其中，第一霍爾傳感器Ul的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第一上拉電阻Rl接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第一輸入端；第二霍爾傳感器U2的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第二上拉電阻R2接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第二輸入端；第三霍爾傳感器U3的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第三上拉電阻R3接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第三輸入端；第四霍爾傳感器U4的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第四上拉電阻R4接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第四輸入端；第五霍爾傳感器U5的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第五上拉電阻R5接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第五輸入端；第六霍爾傳感器U6的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第六上拉電阻R6接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第六輸入端；第七霍爾傳感器U7的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第七上拉電阻R7接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第七輸入端；第八霍爾傳感器U8的接地端接地，電源端接工作電壓VCC，信號(hào)輸出端通過(guò)第八上拉電阻R8接工作電壓VCC，并通過(guò)接線(xiàn)端子Jl接并入串出移位寄存器11的第八輸入端；并入串出移位寄存器11的輸出端與單片機(jī)12的輸入端連接，單片機(jī)12的輸出端與數(shù)字顯示模塊13連接。[0016]將上述油位計(jì)插入油箱2內(nèi)，不銹鋼保護(hù)管7浸入燃油內(nèi)，處理及顯示電路板I位于油箱2外部，即可進(jìn)行油位測(cè)量。油位變化時(shí)，浮子3以及其內(nèi)的磁環(huán)4隨油位變化而上下浮動(dòng)，當(dāng)浮子3浮到某一個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器高度時(shí)，該開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器受到磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而對(duì)地導(dǎo)通，輸出低電平，而其它開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)并入串出移位寄存器11轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī)12內(nèi)判斷，單片機(jī)12判斷后輸出給數(shù)字顯示模塊13顯示油位。比如浮子3浮到第五霍爾傳感器U5的高度時(shí),第五霍爾傳感器U5受到磁環(huán)4產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而對(duì)地導(dǎo)通,輸出低電平，而其它開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，八個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的信號(hào)并行送到并入串出移位寄存器11后，經(jīng)并入串出移位寄存器11轉(zhuǎn)換為串行信號(hào)，送入單片機(jī)12內(nèi)判斷，單片機(jī)12判斷后輸出給數(shù)字顯示模塊13，數(shù)字顯示模塊13顯示油位為50_ ;如果浮子3浮到第三霍爾傳感器U3和第四霍爾傳感器U4之間，第三霍爾傳感器U3和第四霍爾傳感器U4都同時(shí)受到磁環(huán)4產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而對(duì)地導(dǎo)通，則第三、第四霍爾傳感器都輸出低電平，而其它開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器保持截止，輸出高電平，則數(shù)字顯示模塊13顯示油位為35mm,從而使油位計(jì)的分辨率達(dá)到5mm。
[0017]本實(shí)施例中開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的數(shù)量也可以為其它數(shù)值，具體根據(jù)油箱的高度、所要求的分辨率的大小確定；對(duì)于同等高度的油箱，開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的數(shù)量越多，油位計(jì)的分辨率越高。
【權(quán)利要求】
1.一種基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)，包括不銹鋼保護(hù)管(7)，不銹鋼保護(hù)管上套裝有隨液位變化而上下移動(dòng)的浮子(3)，浮子內(nèi)設(shè)有磁環(huán)(4)，其特征是:不銹鋼保護(hù)管內(nèi)設(shè)有與其長(zhǎng)度相適配的電路板(6)，該電路板沿其長(zhǎng)度方向等間距的布置有至少三個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器(5)，每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器均與位于不銹鋼保護(hù)管頂部的處理及顯示電路板(I)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾效應(yīng)的油位計(jì)，其特征是:所述處理及顯示電路板(I)上設(shè)有并入串出移位寄存器(11)、單片機(jī)(12)和數(shù)字顯示模塊(13)，并入串出移位寄存器(11)的輸入端與每個(gè)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器(5)的信號(hào)輸出端連接，并入串出移位寄存器的輸出端與單片機(jī)(12)的輸入端連接，單片機(jī)的輸出端與數(shù)字顯示模塊(13)連接。
【文檔編號(hào)】G01F23/74GK103791984SQ201210420795
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】葉會(huì)英, 張慶彬, 錢(qián)紅英, 張慶鳳 申請(qǐng)人:重慶卓特科技有限公司