一种液位传感器
阅读：628发布：2022-09-27
专利汇可以提供一种液位传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种液位 传感器 ，它包括浮子(1)、磁 铁 (2)、 支架 (3)、线性输出的霍尔元件传感器(4)、放大 电路 ，霍尔元件传感器(4)设置在支架(3)的上部， 磁铁 (2)设置在霍尔元件传感器(4)的下方，磁铁(2)与浮子(1)连接；霍尔元件传感器(4)的输出端通过放大电路与显示仪表的输入端连接。霍尔元件传感器为线性输出的霍尔元件传感器，因此，该 液位传感器 输出变化的线性度好，测量 精度 和 分辨率 高。，下面是一种液位传感器专利的具体信息内容。
技术领域
背景技术
液位传感器(如用于检测汽车油箱中燃油液面高度的液位传感器、汽车燃油泵液位测量 传感器等)，是用于检测容器中的液体液面高度的设备。
目前的液位传感器，如汽车燃油泵液位测量传感器等，大多采用电位计式传感器，电位 计式传感器包括浮子、电位计、浮子上的金属滑片、检测电路；金属滑片可在电位计上滑动。 其工作原理为：浮子漂浮在燃油液面上，当燃油液位上升或下降时，浮子将随着燃油液位的 上升或下降，沿电位计上的轴作轴向运动；浮子上的金属滑片在电位计上滑动，使电位计的 输出阻值发生变化；检测电路检测出电位的变化，并把其传到汽车显示仪表显示油量的变化。
电位计式液位传感器的缺陷在于：由于金属滑片与电位计的电阻片是接触磨损，使用寿 命短，同时会产生测量误差；另外，电位计式液位传感器耐冲击、振动性能较差，分辨率低， 并且要求较大的输入能量。
为解决上述问题，中国专利CN2369227Y公开了“一种液位传感器”，该液位传感器为磁 性开关式液位传感器，它包括有安装板，在安装板上固定装有一支测量管，在测量管的上端 有上限位器，测量管的下端有下限位器，在两限位器之间的测量管上还套装有浮球，所述的 浮球内有磁铁，而所述的测量管内装有一个接线板，在接线板上有两排纵向排列的磁性开关， 该磁性开关分别与接线板联接。
该磁性开关式液位传感器的测量管中有排列结构的磁性开关，浮球内的磁铁可以在一个 位置开通一对磁性开关，并输出给数字化显示仪表，显示出液位的位置。该磁性开关式液位 传感器由于无金属滑片与电阻片，因此不存在接触磨损，使用寿命长，耐冲击、振动性能好， 不要求较大的输入能量。但这种液位传感器输出电压的变化是个阶梯性曲线，因此其线性度 比较差，测量精度不理想，分辨率低。
目前的液位传感器，如汽车燃油泵液位测量传感器等，大多采用电位计式传感器，电位 计式传感器包括浮子、电位计、浮子上的金属滑片、检测电路；金属滑片可在电位计上滑动。 其工作原理为：浮子漂浮在燃油液面上，当燃油液位上升或下降时，浮子将随着燃油液位的 上升或下降，沿电位计上的轴作轴向运动；浮子上的金属滑片在电位计上滑动，使电位计的 输出阻值发生变化；检测电路检测出电位的变化，并把其传到汽车显示仪表显示油量的变化。
电位计式液位传感器的缺陷在于：由于金属滑片与电位计的电阻片是接触磨损，使用寿 命短，同时会产生测量误差；另外，电位计式液位传感器耐冲击、振动性能较差，分辨率低， 并且要求较大的输入能量。
为解决上述问题，中国专利CN2369227Y公开了“一种液位传感器”，该液位传感器为磁 性开关式液位传感器，它包括有安装板，在安装板上固定装有一支测量管，在测量管的上端 有上限位器，测量管的下端有下限位器，在两限位器之间的测量管上还套装有浮球，所述的 浮球内有磁铁，而所述的测量管内装有一个接线板，在接线板上有两排纵向排列的磁性开关， 该磁性开关分别与接线板联接。
该磁性开关式液位传感器的测量管中有排列结构的磁性开关，浮球内的磁铁可以在一个 位置开通一对磁性开关，并输出给数字化显示仪表，显示出液位的位置。该磁性开关式液位 传感器由于无金属滑片与电阻片，因此不存在接触磨损，使用寿命长，耐冲击、振动性能好， 不要求较大的输入能量。但这种液位传感器输出电压的变化是个阶梯性曲线，因此其线性度 比较差，测量精度不理想，分辨率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种液位传感器，该液位传感器输出变化的线性度 好，测量精度和分辨率高。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种液位传感器，它包括浮子、磁铁，它还包括支架、线性输出的霍尔元件传感器、放 大电路，霍尔元件传感器设置在支架的上部，磁铁设置在霍尔元件传感器的下方，磁铁与浮 子连接；霍尔元件传感器的输出端通过放大电路与显示仪表的输入端连接。
上述方案中，放大电路为具有线性校正功能的放大电路。
上述方案中，液位传感器还包括连杆，连杆的一端铰接在支架上，另一端与浮子连接； 磁铁固定在连杆上。
本发明的工作原理为：浮子随液面上下移动，磁铁跟随浮子与支架上部的霍尔元件传感 器发生相对位移变化，霍尔元件传感器测得位移变化，并通过放大电路向显示仪表输出信号， 显示仪表将液面的高度显示出来。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、霍尔元件传感器为线性输出的霍尔元件传感器，因此，该液位传感器输出变化的线性 度好，测量精度和分辨率高。
2、放大电路为具有线性校正功能的放大电路，进一步提高了该液位传感器测量精度和分 辨率。
3、浮子通过连杆铰接在支架上，磁铁固定在连杆上，可减小磁铁的行程，有利于提高可 测液面高度范围，还可以提高传感器的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图
图2为本发明实施例的电路部分框图
图3为具有线性校正功能的放大电路的电路图
图4为本发明实施例的放大电路输出电压曲线图
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种液位传感器，它包括浮子、磁铁，它还包括支架、线性输出的霍尔元件传感器、放 大电路，霍尔元件传感器设置在支架的上部，磁铁设置在霍尔元件传感器的下方，磁铁与浮 子连接；霍尔元件传感器的输出端通过放大电路与显示仪表的输入端连接。
上述方案中，放大电路为具有线性校正功能的放大电路。
上述方案中，液位传感器还包括连杆，连杆的一端铰接在支架上，另一端与浮子连接； 磁铁固定在连杆上。
本发明的工作原理为：浮子随液面上下移动，磁铁跟随浮子与支架上部的霍尔元件传感 器发生相对位移变化，霍尔元件传感器测得位移变化，并通过放大电路向显示仪表输出信号， 显示仪表将液面的高度显示出来。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、霍尔元件传感器为线性输出的霍尔元件传感器，因此，该液位传感器输出变化的线性 度好，测量精度和分辨率高。
2、放大电路为具有线性校正功能的放大电路，进一步提高了该液位传感器测量精度和分 辨率。
3、浮子通过连杆铰接在支架上，磁铁固定在连杆上，可减小磁铁的行程，有利于提高可 测液面高度范围，还可以提高传感器的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图
图2为本发明实施例的电路部分框图
图3为具有线性校正功能的放大电路的电路图
图4为本发明实施例的放大电路输出电压曲线图
具体实施方式
如图1所示的本发明液位传感器实施例，该液位传感器为汽车燃油泵液位传感器，它包 括浮子1、磁铁2、支架3、线性输出的霍尔元件传感器4、连杆5，霍尔元件传感器4设置 在支架3的上部，磁铁2设置在霍尔元件传感器4的下方。连杆5的一端通过销钉6铰接在 支架3上，另一端与浮子1连接，磁铁2固定在连杆5上。
如图2所示，霍尔元件传感器4的输出端通过放大电路与显示仪表的输入端连接。如图3 所示，放大电路为具有线性校正功能的放大电路，霍尔元件传感器4的输出端与该电路的VI 端连接，该电路的VO端与指针式显示仪表输入端连接。具有线性校正功能的放大电路为一精 密渐减函数放大电路，采用折线逼近方法对霍尔传感器的输出曲线进行矫正，从而使输出电 压或电流与油箱内油的液位趋于线性。
线性输出的霍尔元件传感器4选用霍尼韦尔(Honeywell)生产的SS490霍尔元件传感器。 霍尔元件传感器4由稳压电源供电。该霍尔元件传感器的电压输入引脚与燃油泵的电压输入 线并联在一起，其输入电压为4.5-10V，在此定其输入电压为9V，由于燃油泵的输出电压为 12V，为使霍尔传感器的输入电压在规定的电压范围内，在霍尔传感器的输入引脚上串联了一 个电阻为4kΩ的调压电阻7(如图1)，用于把燃油泵的输入电压降到传感器的输入电压范围 内。
本发明液位传感器实施例的工作原理为：
浮子漂浮在燃油液面上，当燃油液位上升或下降时，浮子1将随着燃油液位的上升或下 降，装在连杆5上的磁铁将做轴向运动；安装在支架3上的霍尔元件传感器4在变化的磁场 源的作用下，其磁通将作线性变化，使霍尔元件传感器4的输出电压呈现线性变化，变化的 电压通过放大电路传输到汽车中央单元的指示仪表上，从而检测出油箱内液位的变化。
本发明实施例具有灵敏度强，输出线性度好、测量精度高的特点，其具有线性校正功能 的放大电路输出特性曲线如图4所示，图中的横轴为油箱内燃油的液位，纵轴为本发明输出 的电压或电流。
本发明实施例可固定在普通燃油泵上，其输入输出引线与燃油泵的输入输出端联结，与 普通的燃油泵的兼容性强，所以其易于推广。
如图2所示，霍尔元件传感器4的输出端通过放大电路与显示仪表的输入端连接。如图3 所示，放大电路为具有线性校正功能的放大电路，霍尔元件传感器4的输出端与该电路的VI 端连接，该电路的VO端与指针式显示仪表输入端连接。具有线性校正功能的放大电路为一精 密渐减函数放大电路，采用折线逼近方法对霍尔传感器的输出曲线进行矫正，从而使输出电 压或电流与油箱内油的液位趋于线性。
线性输出的霍尔元件传感器4选用霍尼韦尔(Honeywell)生产的SS490霍尔元件传感器。 霍尔元件传感器4由稳压电源供电。该霍尔元件传感器的电压输入引脚与燃油泵的电压输入 线并联在一起，其输入电压为4.5-10V，在此定其输入电压为9V，由于燃油泵的输出电压为 12V，为使霍尔传感器的输入电压在规定的电压范围内，在霍尔传感器的输入引脚上串联了一 个电阻为4kΩ的调压电阻7(如图1)，用于把燃油泵的输入电压降到传感器的输入电压范围 内。
本发明液位传感器实施例的工作原理为：
浮子漂浮在燃油液面上，当燃油液位上升或下降时，浮子1将随着燃油液位的上升或下 降，装在连杆5上的磁铁将做轴向运动；安装在支架3上的霍尔元件传感器4在变化的磁场 源的作用下，其磁通将作线性变化，使霍尔元件传感器4的输出电压呈现线性变化，变化的 电压通过放大电路传输到汽车中央单元的指示仪表上，从而检测出油箱内液位的变化。
本发明实施例具有灵敏度强，输出线性度好、测量精度高的特点，其具有线性校正功能 的放大电路输出特性曲线如图4所示，图中的横轴为油箱内燃油的液位，纵轴为本发明输出 的电压或电流。
本发明实施例可固定在普通燃油泵上，其输入输出引线与燃油泵的输入输出端联结，与 普通的燃油泵的兼容性强，所以其易于推广。
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