[实用新型]一种轴端霍尔速度传感器

说明书

一种轴端霍尔速度传感器，包括壳体、传动轴、齿轮、霍尔元件和电缆，传动轴穿过壳体，一端位于壳体内，另一端与车辆轴端连接，齿轮设置在传动轴位于壳体内的部分且与传动轴同步转动，霍尔元件设置在齿轮外侧周处，电缆与霍尔元件连通且将霍尔元件的感应信号输出，霍尔元件数量为一组以上，一组包括两个霍尔元件，一组内的两个霍尔元件的感应点之间的连线在齿轮转动方向上的投影距离为(mπ/4)mm，且此两个霍尔元件输出的信号通过异或门成为一路倍频后的信号，其中m为齿轮的模数。本实用新型通过合理设置两个霍尔元件在齿轮外侧周处的位置，使两路频率相同的方波信号之间的相位差为90^o，从而能够倍频为占空比为50%的方波信号。

技术领域

本实用新型涉及一种速度传感器，具体涉及一种轴端霍尔速度传感器。

背景技术

目前，部分地铁的牵引系统速度传感器均采用光电原理的速度传感器，根据车辆段的故障统计，运行3年左右的光电速度传感器故障率高达40%～50%，故障主要集中在电路模块、光断续器等抗振动、冲击较弱的部位。而同车其它轴位抗震性较强的制动系统用的霍尔速度传感器、信号系统用的电涡流速度传感器则故障率较低。由于此部分地铁线路和车辆牵引方式的特殊性，传感器是直接连接在轮轴的端部，列车运行过程中，传动轴既提供转速、又作为传感器承重的支撑，因此安装在轴端的速度传感器承受高强度的振动和冲击，振动和冲击均高于标准要求的最大值（标准最大值：振动30g，冲击100g）。且光电速度传感器存在光的发射与接收，为保证光线可无损的直射，需要保障发光管与接收管之间无遮光体阻挡，因此模块盒无法做到全灌封，高强度振动、冲击给电子器件带来的应力全部由器件的引脚和焊点承受，在长时间的应力作用下很容易导致电子元器件本身及焊点疲劳失效。还由于传感器内部有旋转机构，同样无法实现用胶灌封，为确保传感器内部电路与外壳之间能承受较高的耐压值，模块盒一般采用塑料材质，在强振动环境下，塑料容易老化，极端情况下存在模块盒开裂的情况。而霍尔速度传感器由安装在轴端的测速齿轮和传感器本体两部分组成，由于传感器本体是感应磁场的变化，因此可以与旋转结构分离（即非接触），同时传感器本体可以通过灌封胶把传感器内部进行整体灌封，这样大大提高了传感器结构的稳定性，使得该类传感器的抗震性很优越，实际试验中，60g的振动和200g的冲击不会对传感器本体造成损伤。

因此，有必要采用抗震性更强的霍尔速度传感器来替换目前使用的光电速度传感器。但是由于轴端处的安装空间有限，又要求输出信号的通道数量多，进而限制了霍尔速度传感器齿轮的大小，要使其每转输出的脉冲数量满足要求，需要降低测速齿轮的齿间距来增加齿数，而当齿间距过小时，对齿轮的加工要求会大大提高，且齿轮质量会下降。因此，为了降低齿轮的加工难度和保证齿轮的质量，需要一种不过分减小齿间距又能满足齿轮每转一圈所输出的脉冲数量要求的霍尔速度传感器。

实用新型内容

本实用新型针对当前工况恶劣的部分地铁的牵引系统速度传感器需要使用霍尔速度传感器来替换目前使用的光电速度传感器时，由于传感器的安装空间有限，在保证齿轮齿间距的情况下输出的信号频率不能满足使用要求的问题，提出了一种轴端霍尔速度传感器，使输出频率既能满足使用要求，也不会提高齿轮的加工难度，还能保证传感器的质量。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术手段为：一种轴端霍尔速度传感器，包括壳体、传动轴、齿轮、霍尔元件和电缆，传动轴穿过壳体，一端位于壳体内，另一端与车辆轴端连接，齿轮设置在传动轴位于壳体内的部分且与传动轴同步转动，霍尔元件设置在齿轮外侧周处，电缆与霍尔元件连通且将霍尔元件的感应信号输出，霍尔元件数量为一组以上，一组包括两个霍尔元件，一组内的两个霍尔元件的感应点之间的连线在齿轮转动方向上的投影距离为(mπ/4) mm，且此两个霍尔元件输出的信号通过异或门成为一路倍频后的信号，其中m为齿轮的模数。

进一步地，所述轴端霍尔速度传感器还包括霍尔器件，霍尔器件数量为两个以上的偶数个，其包括封装成整体的一组内的两个霍尔元件，霍尔器件内的两个感应点之间的距离为d，霍尔器件内的两个感应点连线与齿轮转动方向之间的夹角为acos((mπ/4)/d)。