[发明专利]一种霍尔压电传感器及电动自行车

说明书

本发明提供一种霍尔压电传感器，包括施力体，所述施力体用于接收外力，所述施力体设有触动凸块；承力体，所述承力体用于支撑所述施力体；复位弹性体，所述复位弹性体位于所述施力体与所述承力体之间；杠杆，所述杠杆的第一臂与所述触动凸块邻接，所述杠杆的支点靠近所述第一臂；杠杆复位弹簧，所述杠杆复位弹簧设置于所述承力体与所述杠杆之间；磁钢，所述磁钢固定在所述杠杆的第二臂，霍尔传感器，所述霍尔传感器固定在所述磁钢的运动通路上。本发明采用线性霍尔为压电转换器件，无需信号放大处理，解决了称重传感器复杂的放大电路及环境修正电路的应用，可以简化后续应用电路及复杂的环境修正电路设计。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种电动自行车用霍尔压电传感器。

背景技术

电动自行车分为全电动自行车和电助力自行车以及混合这两种方式的电动自行车。全电动自行车就是带有转把的电动自行车，拧转把就象摩托车加油门一样，电动车启动前行；电助力自行车在脚踏部分加了传感器，传感器会把你的踩踏情况反馈给控制器，然后控制器控制电机工作，达到助力前行的模式。

电助力自行车关键的部件是助力传感器，助力传感器是装在电动自行车脚踏部分的，功能是向控制器传递目前骑车人的踏频和踩踏力等信息。目前助力车传感器大体分为两类，一类是速度传感器，传递的是踏频信息，另一类就是力矩传感器，可以理解为传递的是踩踏力。助力传感器信号传到控制器后，控制器会根据信号的大小来控制电机进行工作。速度传感器比较简单，有感应触点和磁钢圈组成，磁钢圈装在五通管中轴上随曲柄转动，使磁钢圈上的小磁钢与感应触点产生感应，从而将踩踏速度等信息传递给控制器。力矩传感器也是装在五通管中轴位置，它传递的不是踩踏的频率，而是踩踏的力量，与速度传感器相比，助力更精确，也就是踩的最用力的时候，电机的输出功率最大。力矩传感器与速度传感器相比更复杂和精密，适合于山地车等适合爬坡的情况，在上坡的时候，踩踏力更大，电机提供的功率更大。

目前，压电传感器领域的传感器结构大致有电桥式称重压电传感器、压电膜片式传感器及压电陶瓷式传感器，其主要用途是动态检测物体表面的压力变化并通过相应的A/D转换放大电路来拾取相应的电压信号输出，供特定场合的信号采集、控制。

但是，电桥式压电称重传感器因称重精度要求，转换电路并抗环境因素修正电路复杂，从而制造成本较高，使用场合仅限电子衡器类产品应用，其他一般应用场合很难适合使用；而压电膜片式传感器和压电陶瓷式传感器，因其根据特定的正负电荷的压电流动性能形成的正负极表面的电荷量与动态变化的外部压力的比例关系特性设计，因此，它仅适用于动态压力的检测，一旦外力施加于膜片或陶瓷表面不予释放，这时传感器内部因没有电荷流动，而建立一个新的平衡点，输出信号归零。因此，它的应用场合也受到特定限制。另外，由于目前的压电传感器都采用直接接触式压力感应检测方式，受表面材料性能制约，一般极限受压疲劳寿命≤10ⁿ，n＝7，因此在特定的高频率受压检测的工况下，百万级次的疲劳寿命显出其特定应用时的短板。

整体来看，在特定的电动助力自行车脚踏力矩传感器应用中，目前的力/电感应转换技术存在要么成本居高，要么应变体疲劳寿命不够，还有重复性、稳定性达不到设计要求等缺陷。

因此，提供一种新的压电传感器实为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、高稳定性的压电传感器。

本发明的另一目的是提供一种具有稳定传感功能的电动自行车。