一种磁传感器的扫描装置、方法及定量装置与流程

1.本发明涉及位置获取技术领域，特别是一种磁传感器的扫描装置、方法及定量装置。


背景技术：

2.当前市面上扫描霍尔传感器的方式主要是通过在不断扫描每个霍尔元器件，通过软件读取每个霍尔传感器的磁感应信号来判定感应区域(当前磁铁所在的区域，传感器上方有磁铁感应便会输出信号)，这种扫描方式的速度较慢，需要扫描的霍尔元器件较多。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提出一种磁传感器的扫描装置、方法及定量装置，其克服了现有技术的磁传感器扫描所存在的不足之处，将多个磁传感器进行区域划分，能够避免扫描所有磁传感器，有利于加快扫描速度，快速获取到磁铁位置。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一方面，一种磁传感器的扫描装置，包括：
6.n个磁铁，所述n个磁铁依次分布，且可同步转动，其中，n大于3；
7.m个磁传感器，m个磁传感器呈圆形均匀分布；所述n个磁铁分布在磁传感器上方及两个磁传感器之间；所述n个磁铁转动到任意位置时，至少有两个磁传感器有磁感应信号输出；其中，m大于n；
8.控制芯片，用于将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出；如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置。
9.优选的，当磁铁个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0010][0011]
优选的，当磁传感器个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0012]
l＝(m-1)-n。
[0013]
优选的，所述磁传感器包括霍尔传感器。
[0014]
优选的，所述控制芯片还用于，根据所述磁铁的位置进行位置编码；读取当前的位置编码，与转动前的位置编码进行比较，判断出转动方向及转动角度。
[0015]
另一方面，一种磁传感器的扫描方法，包括：
[0016]
将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出；如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置；所述磁铁个数包括n个，且可同步转动；m个磁传感器呈圆形均匀分布；所述n个磁铁安装在磁传感器上方及两个磁传感器之间；所述n个磁铁转动到任意位置时，至少有两个磁传感器有磁感应信号输出，其中，m大于n，n大于3。
[0017]
优选的，当磁铁个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0018][0019]
优选的，当磁传感器个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0020]
l＝(m-1)-n。
[0021]
优选的，所述方法还包括：
[0022]
根据所述磁铁的位置进行位置编码；读取当前的位置编码，与转动前的位置编码进行比较，判断出转动方向及转动角度。
[0023]
再一方面，一种定量装置，包括定量装置本体，还包括：旋钮和控制电路板；所述旋钮内依次安装n个可同步转动的磁铁，其中，n大于3；所述控制电路板上设置有m个磁传感器和控制芯片，m个磁传感器呈圆形均匀分布，且与所述控制芯片电连接，其中，m大于n；所述n个磁铁设置在磁传感器上方及两个磁传感器之间，当磁传感器的正上方有磁铁时，所述磁传感器输出磁感应信号给所述控制芯片；所述控制芯片将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出，如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置，并判断出旋钮当前的档位。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0025]
(1)本发明将多个磁传感器(如霍尔传感器)进行区域划分，不需要每次都去扫描所有霍尔传感器，只要先扫描预先划分的区域中的一个指定磁传感器的信号输出，再扫描该区域里的其他霍尔传感器，这种扫描方式有利于加快扫描速度，节省软件资源，快速获取到磁铁位置；
[0026]
(2)本发明能够根据磁铁或磁传感器的变化调整划分的区域，满足多种场景的应用需求，实现快速扫描；
[0027]
(3)本发明的定量装置，所述磁铁安装在旋钮中，当旋钮转动到某一位置时，对应有一个划分区域的指定磁传感器有磁感应信号输出，再检测该区域里的其他霍尔传感器的信号输出即可判读出磁铁位置，进一步可快速判断出当前的档位，控制芯片基于当前档位进行对应的控制，如控制定量龙头的出水流量、控制燃气灶的火量大小等。
[0028]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。
[0029]
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0030]
图1为本发明实施例的磁传感器扫描装置的结构框图；
[0031]
图2为本发明实施例的磁传感器和磁铁的分布示意图；其中，(a)表示磁传感器的分布示意图；(b)表示磁铁的分布示意图；(c)表示磁传感器与磁铁的叠加示意图；
[0032]
图3为本发明实施例的区域划分示意图；
[0033]
图4为本发明实施例的磁铁转动时与各磁传感器的位置关系图；其中，(a)表示磁
铁位于第一区域
①
的其中一个位置的示意图；(a)～(e)表示磁铁位于第二区域
②
不同位置的四个示意图；(f)表示磁铁位于第三区域
③
的其中一个位置的示意图；
[0034]
图5为本发明实施例的磁传感器的扫描方法流程图；
[0035]
图6为本发明实施例的定量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0036]
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，所描述的实施例仅仅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。
[0037]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0038]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0040]
参见图1和图2所示，一种磁传感器的扫描装置，包括：
[0041]
n个磁铁10，所述n个磁铁10依次分布，且可同步转动，其中，n大于3；
[0042]
m个磁传感器20，m个磁传感器20呈圆形均匀分布；所述n个磁铁10分布在磁传感器20上方及两个磁传感器20之间；所述n个磁铁10转动到任意位置时，至少有两个磁传感器20有磁感应信号输出；其中，m大于n；
[0043]
控制芯片30，用于将所述m个磁传感器20划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器20的信号输出；如果检测到某区域中的指定磁传感器20有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器20的信号输出以检测出磁铁10的位置。
[0044]
具体实施时，n个磁铁10可以设置为等间距，m个磁传感器20也可以设置为等间距，且两个磁铁的间距等于两个磁传感器间距的一半，以保证n个磁铁10转动到任意位置时，至少有两个磁铁刚好位于两个磁传感器的正上方，使得至少有两个磁传感器20有磁感应信号输出。
[0045]
一实施例中，当磁铁个数恒定时，所述控制芯片30划分的区域个数的最小值l如下：
[0046][0047]
例如：10个磁传感器，需要扫描的区域个数最少为：l＝(10/2)＝5；9个磁传感器，需要扫描的区域个数最少为：l＝((9
–
1)/2)+1＝5；
[0048]
另一实施例中，当磁传感器个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0049]
l＝(m-1)-n。
[0050]
例如：10个传感器，4个磁铁，需要扫描的区域最少为：l＝(10-1)-4＝5。
[0051]
本实施例中，所述磁传感器20包括霍尔传感器，当然，也可以是其他磁传感器。
[0052]
本实施例中，所述磁铁10包括4个，所述磁传感器20包括9个(分别对应图3中的1、2、3、4、5、6、7、8、9)，所述控制芯片30划分的区域个数为5。具体的，所述控制芯片30上包括mcu处理器，所述mcu处理器将9个磁传感器20划分为5个区域(
①
、
②
、
③
、
④
和
⑤
)，每个区域划分一个指定磁传感器20(各区域的指定磁传感器20不重复)，且磁铁10转动到任意位置时，均有两个磁传感器20(其中一个为指定磁传感器20，另一个为与所述指定磁传感器20相邻的磁传感器20)位于两个磁铁10的正下方。所述的mcu处理器首先检测各个区域中的指定磁传感器20，当某个指定磁传感器20有磁感应信息输出时，说明有一个磁铁10位于该指定磁传感器20上方，则进一步检测该指定磁传感器20所在区域的其他磁传感器20(附图的实施例中，所在区域的其他磁传感器包括该指定磁传感器20左边的一个磁传感器20和右边的一个磁传感器20，如区域
②
中，指定传感器为3，所在区域的其他磁传感器包括2和4)的信号输出，以此判断出磁铁10的位置。可以理解的是，在其他实施例中，如一个区域中的磁传感器大于3个时，需要检测该指定磁传感器所在区域的其他所有磁传感器的信号输出。
[0053]
参见图3所示，列举了本实施例进行区域划分后，磁铁10与磁传感器20的分布示意图。从图可以看出，磁铁10转动到区域
①
～
④
的时候包括四种位置分布，磁铁10转动到区域
⑤
的时候包括两种位置分布，其中位于相同磁传感器20正上方的磁铁10两种位置分布对应同一种信号输出，例如，磁传感器1和磁传感器2同时有信号输出时，磁铁10的位置分别有两种。具体实施时，可以通过零件的配合限定磁铁10转过的角度为为360
°
/m，在本实施例中为360
°
/9＝40
°
。从图3可以看出，每个区域的指定磁传感器在转动到区域的每种位置时，均有磁感应信号输出。如区域
①
对应的指定传感器为1；区域
②
对应的指定传感器为3；区域
③
对应的指定传感器为5；区域
④
对应的指定传感器为7；区域
⑤
对应的指定传感器为9。
[0054]
参见图4所示列举了本实施例的磁铁10转动时与各磁传感器20的位置关系图；其中，(a)表示磁铁10位于第一区域
①
的其中一个位置的示意图；(a)～(e)表示磁铁10位于第二区域
②
不同位置的四个示意图；(f)表示磁铁10位于第三区域
③
的其中一个位置的示意图。图中仅示出了第二区域
②
的四种磁铁10分布示意图，第一区域
①
和第三区域
③
仅示出了一种磁铁10分布示意图，其他区域的磁铁10分布示意图及第一区域
①
和第三区域
③
的其他磁铁10分布示意图可参考图3得出，本实施例不一一示出。
[0055]
本实施例中，所述控制芯片30还用于，根据所述磁铁10的位置进行位置编码；读取当前的位置编码，与转动前的位置编码进行比较，判断出转动方向及转动角度。
[0056]
具体的，首先对划分的5个区域的磁传感器进行编码，编码为
①
～
⑤
；再将每个区域里相邻的磁传感器编码为a、b、c、d
……
n；假如当前位置下，
①
区域的指定磁传感器有磁
感应信号输出，其相邻的磁传感器c也有磁传感信息输出，则通过软件读取输出相应的位置编码值如1(c)，如果转动前的位置编码值为1(a)，则可以判断出转动方向和转动角度。
[0057]
参见图5所示，一种磁传感器的扫描方法，包括：
[0058]
s501，将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出；
[0059]
s502，如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置；所述磁铁个数包括n个，且可同步转动；m个磁传感器呈圆形均匀分布；所述n个磁铁安装在磁传感器上方及两个磁传感器之间；所述n个磁铁转动到任意位置时，至少有两个磁传感器有磁感应信号输出，其中，m大于n，n大于3。
[0060]
本实施例中，一种磁传感器的扫描方法通过mcu处理器实现。
[0061]
一实施例中，当磁铁个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0062][0063]
另一实施例中，当磁传感器个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：
[0064]
l＝(m-1)-n。
[0065]
本实施例中，所述方法还包括：
[0066]
根据所述磁铁的位置进行位置编码；读取当前的位置编码，与转动前的位置编码进行比较，判断出转动方向及转动角度。
[0067]
本实施例中，一种磁传感器的扫描方法的具体实现与一种磁传感器的扫描装置中控制芯片的处理方法相同，本实施例不再重复说明。
[0068]
参见图6所示，一种定量装置，包括定量装置本体，还包括：旋钮40和控制电路板50；所述旋钮40内依次安装n个可同步转动的磁铁10，其中，n大于3；所述控制电路板50上设置有m个磁传感器20和控制芯片30，m个磁传感器20呈圆形均匀分布，且与所述控制芯片30电连接，其中，m大于n；所述n个磁铁10设置在磁传感器20上方及两个磁传感器20之间，当磁传感器20的正上方有磁铁10时，所述磁传感器20输出磁感应信号给所述控制芯片30；所述控制芯片30将所述m个磁传感器20划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器20的信号输出，如果检测到某区域中的指定磁传感器20有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁10的位置，并判断出旋钮40当前的档位。
[0069]
本实施例中，所述定量装置包括定量龙头或定量燃气灶，判断出当前的档位，控制芯片30基于当前档位进行对应的控制，如控制定量龙头的出水流量、控制燃气灶的火量大小等。
[0070]
参见图6所示，本实施例中，所述的控制电路板50可设置在刻度环60内，所述刻度环60与所述旋钮40连动连接，所述控制电路板50不随所述刻度环60转动。
[0071]
需要说明的是，其他实施例中，所述旋钮40为带刻度环的旋钮40，所述控制电路板50设置在所述定量装置本体内正对所述旋钮40的位置。
[0072]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种磁传感器的扫描装置，其特征在于，包括：n个磁铁，所述n个磁铁依次分布，且可同步转动，其中，n大于3；m个磁传感器，m个磁传感器呈圆形均匀分布；所述n个磁铁分布在磁传感器上方及两个磁传感器之间；所述n个磁铁转动到任意位置时，至少有两个磁传感器有磁感应信号输出；其中，m大于n；控制芯片，用于将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出；如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置。2.根据权利要求1所述的磁传感器的扫描装置，其特征在于，当磁铁个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：3.根据权利要求1所述的磁传感器的扫描装置，其特征在于，当磁传感器个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：l＝(m-1)-n。4.根据权利要求1所述的磁传感器的扫描装置，其特征在于，所述磁传感器包括霍尔传感器。5.根据权利要求1所述的磁传感器的扫描装置，其特征在于，所述控制芯片还用于，根据所述磁铁的位置进行位置编码；读取当前的位置编码，与转动前的位置编码进行比较，判断出转动方向及转动角度。6.一种磁传感器的扫描方法，其特征在于，包括：将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出；如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置；所述磁铁个数包括n个，且可同步转动；m个磁传感器呈圆形均匀分布；所述n个磁铁安装在磁传感器上方及两个磁传感器之间；所述n个磁铁转动到任意位置时，至少有两个磁传感器有磁感应信号输出，其中，m大于n，n大于3。7.根据权利要求6所述的磁传感器的扫描方法，其特征在于，当磁铁个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：8.根据权利要求6所述的磁传感器的扫描方法，其特征在于，当磁传感器个数恒定时，所述控制芯片划分的区域个数的最小值l如下：l＝(m-1)-n。9.根据权利要求6所述的磁传感器的扫描方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述磁铁的位置进行位置编码；读取当前的位置编码，与转动前的位置编码进行比较，判断出转动方向及转动角度。10.一种定量装置，包括定量装置本体，其特征在于，还包括：旋钮和控制电路板；所述旋钮内依次安装n个可同步转动的磁铁，其中，n大于3；所述控制电路板上设置有m个磁传感
器和控制芯片，m个磁传感器呈圆形均匀分布，且与所述控制芯片电连接，其中，m大于n；所述n个磁铁设置在磁传感器上方及两个磁传感器之间，当磁传感器的正上方有磁铁时，所述磁传感器输出磁感应信号给所述控制芯片；所述控制芯片将所述m个磁传感器划分为l个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出，如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置，并判断出旋钮当前的档位。

技术总结
本发明公开了一种磁传感器的扫描装置、方法及定量装置，包括：N个磁铁，所述N个磁铁依次分布，且可同步转动；M个磁传感器，M个磁传感器呈圆形均匀分布；所述N个磁铁设置在磁传感器上方及两个磁传感器之间；所述N个磁铁转动到任意位置时，至少有两个磁传感器有磁感应信号输出；控制芯片，用于将所述M个磁传感器划分为L个区域，并检测每个区域中的一个指定磁传感器的信号输出；如果检测到某区域中的指定磁传感器有磁感应信号输出时，继续判断该区域中其他磁传感器的信号输出以检测出磁铁的位置。本发明将多个磁传感器进行区域划分，能够避免扫描所有磁传感器，有利于加快扫描速度，快速获取到磁铁位置。取到磁铁位置。取到磁铁位置。


技术研发人员：苏友鹏 刘军 李传良
受保护的技术使用者：漳州松霖智能家居有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2023/9/22