【应用】油门位置检测系统的设计方案：可检测35-360°的位置传感器

时间： 2018-05-22 来源：世强

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油门踏板不仅仅是驾驶员和汽车的接口。除了驾驶员的人体工程学体验和强迫降档性能，油门踏板还要支持降低能源消耗、动力管理的功能，并且被融入到安全舒适系统。笔者使用了世强代理的TT Electronics公司的SX-4429 位置传感器设计了一款油门位置检测系统，本文将从器件优势、硬件设计及机械布置等方面介绍该应用方案。

SX-4429位置传感器采用了TT Electronics公司的非接触式霍尔技术和非接触式Autopad®技术。其外壳尺寸为7/8"，检测角度为35-360°，位置信号线性分辨率为±1.5％，位置信号最小偏移量为2°，检测精度非常高，可以满足油门踏板的踏板角度需求。SX-4429标准线性度为±0.5%，工作温度范围为-40°C到+ 85°C，支持5V和24V工作电压，具有2个模拟输出或2个数字输出，符合FMVSS 302标准。

笔者选用SX-4429主要是因为其如下应用优势：

·检测角度为35-360°，可全面检测踏板位置

·位置信号线性分辨率为±1.5％，位置信号最小偏移量为2°，检测精度极高

·标准线性度为±0.5%，线性稳态性较好

踏板电路设计方案：

油门踏板模块中的油门踏板传感器实际上是一个角度传感器，它提取瞬间油门踏板的位置信号，并将其转化为电压信号传递给电机控制器。电机控制器根据油门位置信号，计算出驾驶员对电机的功率需求并将其转化为所需要的电机扭矩。电子油门踏板主要由踏板座、弹簧、位置传感器、踏板杆总成和轮等组成，对电子油门踏板移动做出精确的响应，监控油门踏板的运行情况，并将其转化为电压信号，其核心部件是SX-4429位置传感器。

笔者的设计电路图如图1所示：

图1 SX-4429设计电路图

如图是基于SX-4429设计的踏板位置检测原理图，在设计电路过程中，需要考虑如下的因素：

·电源供电要较为稳定，并且具有反击穿保护设计

·要合理选择电阻使器件持续工作在线性区域

·注意踏板电路的布线，要保证布线时避免电磁干扰

笔者在设计电路的过程中，考虑到卡车的电源供电较为稳定，所以直接使用24V车载电源为VCC供电，Z1和D1为保护二极管，防止电压过大反向击穿器件，可以满足电路设计过程中的反击穿保护的要求，保护SX-4429。R1为位置检测电阻，SX-4429可检测R1的分压来判断当前的线性位置。选择100nF的C1电容作为SX-4429旁路滤波电容。选择4.7nF的C2为器件输出端口进行对地滤波。选择10KΩ的电阻RPU作为输出保护电阻。

设计过程中要注意如下问题：

·D1要尽可能的靠近电源

·Z1要经R1后并连接入电路，因为后级需要接入C1进行滤波，所以要在前级接入Z1

·C1和C2要尽可能的靠近GND，越靠近GND布线效果越好

踏板的电路板布置方案：

笔者为了使电路板可以合理的放置在踏板内部，笔者的电路板布置方案如下：

在壳体的一侧设置即插接口，在壳体内设置上腔和下腔，在上腔内配合一转子，在与转子转轴垂直的同心圆上固接磁钢，在上腔内于磁钢外设置至少一组霍尔检测芯片，每组霍尔检测芯片的 2 块相对的导磁片设置在磁钢的外侧，并与磁钢之间设置间隙，电路板与霍尔检测芯片之间可由霍尔引脚直接连接，方便了电路板的安装与调试。设计示意图如图2所示：

图2 踏板的电路板布置方案

实物图：

下面是笔者设计的实物图，仅供参考。

图3 设计实物图

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古月工 Lv8. 研究员 2018-12-21

学习
LouBing Lv7. 资深专家 2018-05-22

不错的应用，谢谢分享

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VALVES,开槽开关-晶体管型传感器,REFLECTIVE OBJECT SENSORS,研磨材料压力变送器,TEMPERATURE INSTRUMENTATION,ABRASIVE MATERIAL PRESSURE TRANSMITTER,HIGH-RELIABILITY GAAIAS INFRARED EMITTING DIODE,TRANSDUCERS,反射式物体传感器,红外发光VCSEL,管式液体传感器,SLOTTED SWITCHES,耐腐蚀潜水液位/深度变送器,SLOTTED OPTICAL SWITCH,OPTOISOLATOR/OPTOCOUPLER,PHOTODIODE SENSOR,高可靠性JAN隔离器,ROTARY MULTI-TURN PRECISION POTENTIOMETERS,OPTICALLY COUPLED ISOLATORS,OPTOISOLATOR,CABLE,合理的MV输出压力传感器,HALLOGIC HALL EFFECT SENSORS,SINGLE TURN CERMET TRIMMERS,OPTICAL EMITTER AND SENSOR PAIR,有功电压输出压力传感器,DEEP GAP SLOTTED SWITCH WIRE,PRESSURE TRANSMITTERS,ANAESTHETIC TUBES,LEDS,OPTICAL COMPARATORS,高可靠性NPN硅光电晶体管,REFRACTORY SHEATHS,光纤探测器,ACTIVE VOLTAGE OUTPUT PRESSURE TRANSDUCER,HIGH-RELIABILITY HERMETIC INFRARED EMITTING DIODE,反光开关,垂直腔面发射激光器,LONG DISTANCE OPTICAL SWITCHES,玻璃和塑料管可变孔径流量计,LONG DISTANCE REFLECTIVE SWITCH,VLEDS,SURFACE MOUNT QUAD PHOTODIODE,PLASTIC INFRARED EMITTING DIODES,旋转多圈精密电位器,OPTICAL EMITTERS,TRANSMISSIVE SWITCHES,压力变送器,CERAMIC SENSORS,PHOTODIODES,FIBER 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2016-09-12 - 新产品代理服务技术支持采购服务

404型系列位置传感器

该资料介绍了TT Electronics公司生产的Model 404系列位置传感器。该传感器具有短行程、线性运动和弹簧回位等特点，适用于工业自动化、机器人、汽车、重型设备等领域。

TT ELECTRONICS - 位置传感器,POSITION SENSOR,404R10KT5L1.0XX,404 SERIES,404,机器人学,WING FLAP POSITION,襟翼位置,SATELLITE DISH,汽车,PEDAL POSITION,ELECTRO SURGICAL EQUIPMENT,重型设备,ROBOTICS,AUTOMOTIVE,踏板位置,工业自动化,INDUSTRIAL AUTOMATION,HEAVY EQUIPMENT,电外科设备,卫星天线

8/2/2024 - 数据手册 - Issue D 代理服务技术支持采购服务

【产品】1K~100KΩ单圈电位器，专为精密测量与位置定位

6180系列是TT ELECTRONICS推出的一款精密电位器/位置传感器，其包括6181、6184、6186、6187以及适用于侧载应用的6188。该系列电位器符合RoHS2标准，无铅，直径为7/8”，均为单圈电位器，应用可导塑料技术。该系列电位器能满足多种极端的环境条件，产品坚固可靠，防护等级高，适用于踏板定位、操纵杆控制、阀门控制等多种生产应用。

2018-07-13 - 新产品代理服务技术支持采购服务

传感和控制SIMPSpad传感器技术传感器技术磁感应

SIMPSpad传感器技术是一种适用于线性及曲线线性位置检测的传感器技术，特别适用于汽车传动系统应用。该技术基于AB公司的Autopad®感应技术，能够通过非铁磁性金属进行位置检测，具有高精度、高分辨率和抗干扰等优点。SIMPSpad技术采用创新的电子设计，提供多种接口和输出信号，支持客户应用集成。AB公司通过其全球研发中心和产品开发中心，为客户提供全面的传感器解决方案和技术支持。

TT ELECTRONICS - SIMPSPAD SENSOR,磁感应传感器,TRANSMISSION,位置传感器,SHOCK ABSORBERS,样品车间3D打印机,变速器,POSITION SENSORS,HYDRAULIC CYLINDERS,MAGNETO-INDUCTIVE SENSOR,减震器,SIMPSPAD传感器,制动缸,液压缸,BRAKE CYLINDERS,LINEAR SENSORS,线性传感器,SAMPLE-SHOP 3D-PRINTER

08.2014 - 商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

TT Electronics Steering-Sensors选型表

转向传感器具有扭矩和位置输出功能，符合RoHS标准，转向系统提供关键的高精度扭矩和多圈位置信息，扭矩角包含±5 °、±8 °，线数4~8

产品型号	品类	Description	Technology	Torque Angle	Position Angle	Number of Wires
SX-4289	Steering Sensors	Steering Torque and Position Sensor	Contacting	8+/- °	360+/- °	6

选型表 - TT Electronics 立即选型

世强代理TE、芯科、EPSON、Melexis、SMI、TT等主流传感器选型

世强作为TE、芯科、EPSON、Melexis、SMI、TT等的官方授权一级分销商，可供应角速度、动态心率、温湿度、磁传感器、压力传感器、扭矩与位置、磁簧开关、飞行时间测距等传感器产品，可为汽车电子、智能机器人、物联网、医疗设备、智能家居、新能源等领域提供解决方案及技术支持。

2018-06-03 - 器件选型

【产品】采用防尘结构的旋转位置传感器PHS07，总阻值500Ω至1MΩ，寿命超过100万周期

TT Electronics推出的旋转位置传感器PHS07总阻值500Ω至1MΩ，存储温度-40℃至+70℃，工作温度-10℃至+70℃，额定功率0.01W。具有高精度，寿命超100万周期。外部噪声和温度变化时仍可以确保稳定的输出特性。

2023-04-01 - 产品代理服务技术支持采购服务

LH3 Torque & Single Turn Position Sensor SX-4475

本资料介绍了TT Electronics公司生产的LH3扭矩与单转位位置传感器。该传感器具有8°传感角度，适用于高要求的电动助力转向系统。

TT ELECTRONICS - LH3 TORQUE &SINGLE TURN POSITION SENSOR,LH3扭矩和单圈位置传感器,SX-4475,适用于要求很高的电动转向系统,SUITED FOR DEMANDING ELECTRIC POWER STEERING SYSTEMS

09/2016 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SX-4289 LH3扭矩和位置传感器

本资料介绍了SX-4289型号的LH3扭矩与位置传感器。该传感器适用于高要求的电动助力转向系统，提供扭矩和位置的输出。

TT ELECTRONICS - LH3扭矩和位置传感器,LH3 TORQUE & POSITION SENSOR,SX-4289

04/2019 - 数据手册 - Issue D 代理服务技术支持采购服务

6180型系列精密电位计/位置传感器

该资料介绍了TT Electronics生产的6180系列精密电位计/位置传感器。这些传感器具有高精度、耐用的特点，适用于多种应用，包括脚踏板控制、操纵杆控制和阀门控制等。

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12/22/2022 - 数据手册 - Issue D 代理服务技术支持采购服务

TT Electronics（TT） BI SX-4429位置传感器数据手册

本资料介绍了LH3多转位置传感器，适用于转向系统。该传感器具有高精度和多转定位功能，具备良好的线性度和微梯度性能。此外，还提供了电气、机械和环境规格。

TT ELECTRONICS - 传感器,LH3转向传感器,LH3 STEERING SENSOR,SX-4429,安防,办公自动化,医疗设备,非常适合转向系统,运动设备,楼宇自动化,金融,工业自动化,工业伺服,国防工业设备,健康设备,IDEALLY SUITED FOR STEERING SYSTEMS,商业,大型游戏设备

2015年01月28日 - 数据手册代理服务技术支持采购服务