轮速传感器的霍尔效应效能检测装置及方法与流程

1.本发明涉及芯片检测技术领域，特别是涉及一种轮速传感器的霍尔效应效能检测装置及方法。


背景技术：

2.近年来，随着机械电子技术的快速发展和进步，机械电子加工领域的竞争也越来越激烈。对产品质量的要求越来也高；车用轮速传感器作为汽车底盘制动系统上的重要零部件，各主机厂对车用轮速传感器的各项技术指标提出了越来越高的要求，因此对车用轮速传感器总成在生产制造过程中的质量控制也越来越严。
3.目前，当下流行的车用轮速传感器总成皆是基于霍尔效应的磁传感器芯片，需要对轮速传感器的霍尔效应效能是否合格进行检测，磁传感器芯片的霍尔效应效能与以下因素有关：1)整车ecu发出的激活恒流；2)霍尔元件半导体材料几何尺寸及相关原材料特性；3)稀土永磁材料几何尺寸及相关材料特性；4)齿圈几何尺寸及相关材料特性；5)相关数据采样及软件逻辑相关设计。
4.霍尔芯片效应效能的检测成本高。由于车用轮速传感器芯片霍尔效应效能的影响因子较多，且相互交织，相互影响，若不检测，只能在产品装车，由顾客实际使用后，在售后维修系统才能被发现，容易引发质量问题。


技术实现要素：

5.为此，本发明的目的在于提出一种轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，以通过简单的装置实现轮速传感器的霍尔效应效能检测，降低检测成本，避免装车实测带来的质量隐患。
6.本发明提供一种轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，包括：第一电机、轮毂齿圈、轮速传感器安装支架、驱动组件以及检测控制器；
7.所述第一电机的输出轴与所述轮毂齿圈连接，所述第一电机用于带动所述轮毂齿圈进行匀速旋转；
8.所述轮速传感器安装支架用于固定待检测的轮速传感器，且所述轮速传感器固定安装在所述轮速传感器安装支架之后，所述轮速传感器与所述轮毂齿圈相对设置；
9.所述驱动组件与所述轮速传感器安装支架连接，所述驱动组件用于带动所述轮速传感器安装支架在水平方向上进行移动，以使所述轮毂齿圈与所述轮速传感器之间的距离发生变化；
10.所述检测控制器分别与所述第一电机、所述驱动组件、所述轮速传感器电性连接。
11.根据本发明提供的轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，能够通过检测控制器控制驱动组件工作，使驱动组件将轮速传感器推到初始位置，在初始位置下，轮速传感器与轮毂齿圈之间的距离最小，然后可以继续控制驱动组件工作，使轮速传感器与轮毂齿圈之间的距离逐渐增大，轮速传感器每移动一次，记录一次轮速传感器输出的霍尔势差(也即电压
差)，当轮速传感器输出的霍尔势差大于或等于一个预设的阈值时，此时对应的移动数据即为轮速传感器与轮毂齿圈之间的最大有效间隙s
max
，通过该最大有效间隙s
max
就能够得出轮速传感器的霍尔效应效能，该霍尔效应效能检测装置结构简单，检测成本低，能够在初期对轮速传感器的霍尔效应效能进行检测，且避免了装车实测带来的质量隐患。
12.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述霍尔效应效能检测装置还包括安装板，所述第一电机的输出轴穿过所述安装板，以与所述轮毂齿圈连接。
13.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述安装板上设有滑动槽，所述轮速传感器安装支架包括水平设置的支撑部和竖直设置的安装部，所述支撑部位于所述安装板的上方，所述安装部远离所述支撑部的一端用于固定待检测的轮速传感器，所述支撑部背向所述安装部的一面设有竖直设置的连接部，所述连接部插入所述滑动槽中，所述连接部与所述驱动组件连接，所述连接部用于在所述驱动组件的带动下在所述滑动槽中移动。
14.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述驱动组件包括移动丝杆和第二电机，所述移动丝杆的一端与所述连接部连接，所述移动丝杆的另一端与所述第二电机的输出轴连接。
15.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述滑动槽的数量和所述连接部的数量均为两个。
16.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述霍尔效应效能检测装置还包括支撑板，所述安装板通过安装支架固定在所述支撑板上，所述第一电机和所述第二电机均固定在所述支撑板上。
17.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述安装支架的数量至少为四个。
18.上述轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，其中，所述第一电机和所述第二电机均采用伺服电机。
19.此外，本发明还提供了一种轮速传感器的霍尔效应效能检测方法，应用于上述的霍尔效应效能检测装置，所述方法包括以下步骤：
20.通过所述检测控制器控制所述第一电机工作，使所述轮毂齿圈匀速旋转，并向所述轮速传感器输入恒流；
21.通过所述检测控制器控制所述驱动组件工作，使所述驱动组件将所述轮速传感器推到初始位置，在初始位置下，所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的距离最小；
22.通过所述检测控制器继续控制所述驱动组件工作，使所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的距离逐渐增大，与此同时，所述检测控制器记录以下数据：所述轮毂齿圈的转速v、所述轮速传感器的恒流i，所述轮速传感器的移动数据 sn，以及与每个移动数据对应的所述轮速传感器输出的霍尔势差
△
un，其中，n 表示所述轮速传感器移动的次数；
23.当所述轮速传感器输出的霍尔势差
△
un大于或等于预设的阈值时，记录此时对应的移动数据，并将该移动数据作为所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的最大有效间隙s
max
；
24.根据所述最大有效间隙s
max
确定所述轮速传感器的霍尔效应效能。
25.上述，霍尔效应效能检测方法，其中，根据所述最大有效间隙s
max
确定所述轮速传
感器的霍尔效应效能的步骤中，采用下式计算霍尔效应效能：
26.δ＝ka
×smax
27.其中，δ表示所述轮速传感器的霍尔效应效能，ka表示霍尔灵敏度系数。
28.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
29.本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
30.图1是本发明一实施例提供的轮速传感器的霍尔效应效能检测装置的立体结构示意图；
31.图2是本发明一实施例提供的轮速传感器的霍尔效应效能检测装置的俯视结构示意图；
32.图3是图1中圈a的放大图；
33.图4是一实施例提供的轮速传感器的霍尔效应效能检测装置的部分结构示意图；
34.图5是图1中轮速传感器安装支架的结构示意图；
35.图6是本发明一实施例提供的轮速传感器的霍尔效应效能检测方法的流程示意图；
36.图7是轮速传感器的电压与轮速传感器的移动数据之间的关系曲线图；
37.图8是轮速传感器输出的霍尔势差与轮速传感器的移动数据之间的关系曲线图；
38.图9是最大有效间隙与霍尔效应效能之间的关系曲线图。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1至图5，本发明一实施例提供的轮速传感器的霍尔效应效能检测装置，包括：第一电机10、轮毂齿圈20、轮速传感器安装支架30、驱动组件 40、安装板50、支撑板60以及检测控制器(图未示)。
41.所述第一电机10的输出轴与所述轮毂齿圈20连接，所述第一电机10用于带动所述轮毂齿圈20进行匀速旋转。
42.所述轮速传感器安装支架30用于固定待检测的轮速传感器70，且所述轮速传感器70固定安装在所述轮速传感器安装支架30之后，所述轮速传感器70与所述轮毂齿圈20相对设置。
43.所述驱动组件40与所述轮速传感器安装支架30连接，所述驱动组件40用于带动所述轮速传感器安装支架30在水平方向上进行移动，以使所述轮毂齿圈 20与所述轮速传感器70之间的距离发生变化。
44.所述检测控制器分别与所述第一电机10、所述驱动组件40、所述轮速传感器70电
性连接，所述检测控制器具体可以采用仪表检测系统。
45.具体在本实施例中，第一电机10的输出轴穿过所述安装板50，以与所述轮毂齿圈20连接。
46.所述安装板50上设有滑动槽51，所述轮速传感器安装支架30包括水平设置的支撑部31和竖直设置的安装部32，所述支撑部31位于所述安装板50的上方，所述安装部32远离所述支撑部31的一端用于固定待检测的轮速传感器70，所述支撑部31背向所述安装部32的一面设有竖直设置的连接部33，所述连接部33插入所述滑动槽51中，所述连接部33与所述驱动组件40连接，所述连接部33用于在所述驱动组件40的带动下在所述滑动槽51中移动。本实施例中，所述滑动槽51的数量和所述连接部33的数量均为两个。
47.所述驱动组件40具体包括移动丝杆41和第二电机42，所述移动丝杆41的一端与所述连接部33连接，所述移动丝杆41的另一端与所述第二电机42的输出轴连接，第二电机42与检测控制器电性连接。
48.其中，所述安装板50通过安装支架80固定在所述支撑板60上。所述安装支架80的数量至少为四个，本实施例中，安装支架80的数量为六个。所述第一电机10和所述第二电机42均固定在所述支撑板60上，所述第一电机10和所述第二电机42均采用伺服电机。
49.请参阅图6，本实施例还提供一种轮速传感器的霍尔效应效能检测方法，应用于上述所述的霍尔效应效能检测装置，所述方法包括步骤s101～s102：
50.s101，通过所述检测控制器控制所述第一电机工作，使所述轮毂齿圈匀速旋转，并向所述轮速传感器输入恒流。
51.s102，通过所述检测控制器控制所述驱动组件工作，使所述驱动组件将所述轮速传感器推到初始位置，在初始位置下，所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的距离最小。
52.s103，通过所述检测控制器继续控制所述驱动组件工作，使所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的距离逐渐增大，与此同时，所述检测控制器记录以下数据：所述轮毂齿圈的转速v、所述轮速传感器的恒流i，所述轮速传感器的移动数据sn，以及与每个移动数据对应的所述轮速传感器输出的霍尔势差
△
un，其中，n表示所述轮速传感器移动的次数。
53.其中，根据电磁原理，轮速传感器输出的霍尔势差
△
u满足下式：
54.△
u＝(rh
×i×△
b)/d
55.其中，rh为霍尔系数(常数)；i为轮速传感器的恒流；
△
b是由于齿圈转动，齿顶、齿根在霍尔元件处产生交替的磁场变量；d为霍尔结构系数(尺寸相关常数)。
56.具体实施时，以轮速传感器70的初始位置开始，每移动一定距离(例如 0.1mm)，记录一次轮速传感器输出的霍尔势差，例如，轮速传感器70的初始位置开始，移动第1个0.1mm，此时轮速传感器的移动数据为s1＝0.1mm，对应的轮速传感器输出的霍尔势差为
△
u1(即移动后轮速传感器的电压减去移动前轮速传感器的电压)，同理，移动第2个0.1mm，此时轮速传感器的移动数据为 s1＝0.2mm，对应的轮速传感器输出的霍尔势差为
△
u2(即本次移动后轮速传感器的电压减去本次移动前轮速传感器的电压)，以此类推，可以得到多个移动数据以及与每个移动数据对应的霍尔势差。
57.此外，具体实施时，可以采用另一种方式记录数据，以轮速传感器70的初始位置开始，每间隔1个测试周期t(例如t＝0.1s)，记录一次轮速传感器输出的霍尔势差，同样可以得到多个移动数据以及与每个移动数据对应的霍尔势差。
58.s104，当所述轮速传感器输出的霍尔势差
△
un大于或等于预设的阈值时，记录此时对应的移动数据，并将该移动数据作为所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的最大有效间隙s
max
。
59.其中，请参阅图7和图8，由于轮速传感器与轮毂齿圈是从距离最小的位置逐渐开始远离的，在轮速传感器移动的初始阶段，轮速传感器输出的霍尔势差变化比较小，也即
△
u1≈
△
u2≈
△
u3……
，而随着轮速传感器逐渐远离轮毂齿圈，轮速传感器输出的霍尔势差变化逐渐增大，且实际测试时，轮速传感器输出的霍尔势差的变化会存在一个变化幅度很大的拐点(通过仪表检测系统能够得出)，该拐点的霍尔势差大于或等于预设的阈值，此时，对应的移动数据就是所述轮速传感器与所述轮毂齿圈之间的最大有效间隙s
max
(图8中，最大有效间隙s
max
对应的霍尔势差为
△
um)。请参阅图9，对于一个设计冻结的轮速传感器，其最大有效间隙s
max
越大，霍尔效应效能就越强，反之则越弱。
60.s105，根据所述最大有效间隙s
max
确定所述轮速传感器的霍尔效应效能。
61.其中，具体采用下式计算霍尔效应效能：
62.δ＝ka
×smax
63.其中，δ表示所述轮速传感器的霍尔效应效能(单位：焦耳)，ka表示霍尔灵敏度系数(单位：焦耳/mm)。
64.此外，由于霍尔效应效能检测的目的是为了测试轮速传感器的霍尔效应效能是否合格，因此，具体实施时，也可以找一款已经经过验证合格的轮速传感器(可以是经过长期实测验证通过的或者是已经由欧美厂商的验证通过的)，测出该验证合格的轮速传感器的最大有效间隙，若在相同的检测条件下，待检测的轮速传感器的最大有效间隙大于或等于该验证合格的轮速传感器的最大有效间隙，则也能够说明待检测的轮速传感器的霍尔效应效能检测合格。
65.根据上述的轮速传感器的霍尔效应效能检测装置及方法，能够通过检测控制器控制驱动组件工作，使驱动组件将轮速传感器推到初始位置，在初始位置下，轮速传感器与轮毂齿圈之间的距离最小，然后可以继续控制驱动组件工作，使轮速传感器与轮毂齿圈之间的距离逐渐增大，轮速传感器每移动一次，记录一次轮速传感器输出的霍尔势差(也即电压差)，当轮速传感器输出的霍尔势差大于或等于一个预设的阈值时，此时对应的移动数据即为轮速传感器与轮毂齿圈之间的最大有效间隙s
max
，通过该最大有效间隙s
max
就能够得出轮速传感器的霍尔效应效能，该霍尔效应效能检测装置结构简单，检测成本低，能够在初期对轮速传感器的霍尔效应效能进行检测，且避免了装车实测带来的质量隐患。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
67.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。