CN101520468B - 一种磁电式传感器调理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机电子控制技术领域，具体涉及一种磁电式传感器调理电路。该电路包括信号调理电路和故障诊断电路，两电路都以磁电式传感器的输出作为其输入。磁电式传感器输出信号通过滤波电路进入比较器1，通过比较输出矩形波信号，由触发器对信号进行迟滞比较处理后进行微处理器进行转速计算。本发明的磁电式传感器调理电路在完成“开路”、“短路”的基础上够判别出传感器的内阻是否在合理的范围，预先对传感器进行故障诊断，有效减少故障诊断时间，节约维修成本。在传感器输出信号幅度在2V～100V，频率50Hz～5KHz宽范围内能够有效处理传感器输出的正谐波信号。
Description
技术领域
本发明属于发动机电子控制技术领域，具体涉及一种磁电式传感器调理电路。
背景技术
磁电式转速传感器是发动机控制中的关键部件，常用的调理电路是把传感器输出的正谐波信号经滤波、整形后形成矩形波信号，供单片机系统进行脉冲采集，对于传感器的故障判断只能通过“开路”、“短路”或依靠感应齿轮转动时传感器有无信号输出完成，不能预先判别其好坏，因此在发动机能够达到运转条件前，无法准确地判断出磁电式转速传感器的好坏，等到相关部件都装配好，发动机上台架后，如果再发现传感器损坏，则更换过程比较复杂，导致不必要的经济损失。
发明内容
本发明主要是为保证发动机电控系统对自身磁电式传感器进行准确故障自诊断而提出的一种磁电式传感器调理电路。
本发明的技术方案是：一种磁电式传感器调理电路，包括信号调理电路和故障诊断电路，两电路都以磁电式传感器的输出作为其输入，磁电式传感器输出信号通过滤波电路进入比较器1，通过比较输出矩形波信号，由触发器对信号进行迟滞比较处理后进入微处理器进行转速计算；同时，磁电式传感器线圈内阻Rx为等效电阻，在磁电式传感器线圈无信号时，磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压信号通过比较器2进行上限电压比较，通过比较器3进行下限电压比较，当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压大于上限电压时，比较器2输出低电平、比较器3输出高电平，由于比较器2、比较器3输出联在一起形成“与”逻辑，系统输出低电平，表明传感器有故障；当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压小于下限电压时，比较器2输出高电平、比较器3输出低电平，系统输出低电平，表明传感器有故障；当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压大于下限电压且小于上限电压时，比较器2输出高电平、比较器3输出高电平，系统输出高电平，表明传感器正常；
磁电式传感器输出信号作为信号调理电路的转速输入信号，通过由电阻R1和电容C1组成一阶高频滤波电路对输入信号进行滤波，形成信号U1+，U1+通过与比较器U1B的负端电压U1-进行比较，输出矩形波，U1-是由电阻R10和电阻R2对电源电压VCC形成的分压值；R11为正反馈电阻，防止在比较器U1B的输出脚形成振荡，连接到比较器U1B两输入端之间二极管D1、D2起限幅作用，使滤波后的信号U1+满足((U1-)-0.7V)＜U1+＜((U1-)+0.7V)，比较器U1B输出波形通过施密特触发器U2B完成对输出波形的迟滞比较，形成供微处理器采集的标准波形；
磁电式传感器线圈内阻Rx为等效电阻，在磁电式传感器线圈无信号时，电源电压VCC在电阻R3、磁电式传感器线圈内阻Rx之间形成分压值Ux，电源电压VCC通过电阻R5、R14形成分压值UH，通过电阻R4、R17形成分压值UL；考虑批次磁电式传感器线圈内阻Rx的变化范围在Rx1～Rx2之间，同时预估传感器线缆电阻为Rm，这样计算出在正常范围内Ux的电压范围为Ux1～Ux2(Ux1＜Ux＜Ux2)；匹配电阻R5、R14、R4、R17，使分压值UH＞Ux2、UL＜Ux1；分压值UH信号通过限流电阻R9进入比较器U3B的正输入端，Ux电压经过由电阻R15和电容C3组成的滤波电路，以及限流电阻R7后进入比较器U3B的负输入端，正常情况下，比较器U3B输入电压U3+＞U3-，输出高电平；同时，Ux电压经过由电阻R16和电容C2组成的滤波电路，以及限流电阻R6后进入比较器U4B的正输入端，正常情况下，比较器U4B输入电压U4+＞U4-，输出高电平；比较器U3B和比较器U4B输出信号形成“与”逻辑，故障输出端为高电平时，表明磁电式传感器线圈内阻Rx在正常范围内；如果磁电式传感器线圈内阻Rx偏大，则出现Ux＞UH，比较器U3B输出低电平，故障输出端为低电平；同理，如果磁电式传感器线圈内阻Rx偏小，则出现Ux＜UL，比较器U4B输出低电平，故障输出端为低电平，表明磁电式传感器线圈内阻Rx超出正常范围，传感器出现故障。
本发明的有益效果：本发明的磁电式传感器调理电路在完成“开路”、“短路”的基础上够判别出传感器的内阻是否在合理的范围，预先对传感器进行故障诊断，有效减少故障诊断时间，节约维修成本。在传感器输出信号幅度在2V～100V，频率50Hz～5KHz宽范围内能够有效处理传感器输出的正谐波信号。
附图说明
本发明专利共有3幅附图，其中图3为本发明的最佳实施例，亦可作说明书摘要的附图。
图1、为一种磁电式传感器调理电路的信号调理电路图；
图2、为一种磁电式传感器调理电路的故障诊断电路图。
图3、为一种磁电式传感器调理电路的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步描述。
一种磁电式传感器调理电路，包括信号调理电路和故障诊断电路，两电路都以磁电式传感器的输出作为其输入。
如图3所示，磁电式传感器输出信号通过滤波电路进入比较器1，通过比较输出矩形波信号，由触发器对信号进行迟滞比较处理后进行微处理器进行转速计算。同时，磁电式传感器线圈内阻Rx为等效电阻，在磁电式传感器线圈无信号时，磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压信号通过比较器2进行上限电压比较，通过比较器3进行下限电压比较，当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压大于上限电压时，比较器2输出低电平、比较器3输出高电平，由于比较器2、比较器3输出联在一起形成“与”逻辑，系统输出低电平，表明传感器有故障；当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压小于下限电压时，比较器2输出高电平、比较器3输出低电平，系统输出低电平，表明传感器有故障；当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压大于下限电压且小于上限电压时，比较器2输出高电平、比较器3输出高电平，系统输出高电平，表明传感器正常。
如图1所示，磁电式传感器输出信号作为信号调理电路的转速输入信号，通过由电阻R1和电容C1组成一阶高频滤波电路对输入信号进行滤波，形成信号U1+，U1+通过与比较器U1B的负端电压U1-进行比较，输出矩形波，U1-是由电阻R10和电阻R2对电源电压VCC形成的分压值；R11为正反馈电阻，防止在比较器U1B的输出脚形成振荡，连接到比较器U1B两输入端之间二极管D1、D2起限幅作用，使滤波后的信号U1+满足((U1-)-0.7V)＜U1+＜((U1-)+0.7V)，比较器U1B输出波形通过施密特触发器U2B完成对输出波形的迟滞比较，形成供微处理器采集的标准波形；
如图2所示，磁电式传感器线圈内阻Rx为等效电阻，在磁电式传感器线圈无信号时，电源电压VCC在电阻R3、磁电式传感器线圈内阻Rx之间形成分压值Ux，电源电压VCC通过电阻R5、R14形成分压值UH，通过电阻R4、R17形成分压值UL；考虑批次磁电式传感器线圈内阻Rx的变化范围在Rx1～Rx2之间，同时预估传感器线缆电阻为Rm，这样计算出在正常范围内Ux的电压范围为Ux1～Ux2(Ux1＜Ux＜Ux2)；匹配电阻R5、R14、R4、R17，使分压值UH＞Ux2、UL＜Ux1；分压值UH信号通过限流电阻R9进入比较器U3B的正输入端，Ux电压经过由电阻R15和电容C3组成的滤波电路，以及限流电阻R7后进入比较器U3B的负输入端，正常情况下，比较器U3B输入电压U3+＞U3-，输出高电平；同时，Ux电压经过由电阻R16和电容C2组成的滤波电路，以及限流电阻R6后进入比较器U4B的正输入端，正常情况下，比较器U4B输入电压U4+＞U4-，输出高电平；比较器U3B和比较器U4B输出信号形成“与”逻辑，故障输出端为高电平时，表明磁电式传感器线圈内阻Rx在正常范围内；如果磁电式传感器线圈内阻Rx偏大，则出现Ux＞UH，比较器U3B输出低电平，故障输出端为低电平；同理，如果磁电式传感器线圈内阻Rx偏小，则出现Ux＜UL，比较器U4B输出低电平，故障输出端为低电平，表明磁电式传感器线圈内阻Rx超出正常范围，传感器出现故障。
Claims (1)
1.一种磁电式传感器调理电路，包括信号调理电路和故障诊断电路，两电路都以磁电式传感器的输出作为其输入，其特征在于：磁电式传感器输出信号通过滤波电路进入比较器1，通过比较输出矩形波信号，由触发器对信号进行迟滞比较处理后进入微处理器进行转速计算；同时，磁电式传感器线圈内阻Rx为等效电阻，在磁电式传感器线圈无信号时，磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压信号通过比较器2进行上限电压比较，通过比较器3进行下限电压比较，当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压大于上限电压时，比较器2输出低电平、比较器3输出高电平，由于比较器2、比较器3输出联在一起形成“与”逻辑，系统输出低电平，表明传感器有故障；当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压小于下限电压时，比较器2输出高电平、比较器3输出低电平，系统输出低电平，表明传感器有故障；当磁电式传感器线圈内阻Rx上的分压电压大于下限电压且小于上限电压时，比较器2输出高电平、比较器3输出高电平，系统输出高电平，表明传感器正常；
磁电式传感器输出信号作为信号调理电路的转速输入信号，通过由电阻R1和电容C1组成一阶高频滤波电路对输入信号进行滤波，形成信号U1+，U1+通过与比较器U1B的负端电压U1-进行比较，输出矩形波，U1-是由电阻R10和电阻R2对电源电压VCC形成的分压值；R11为正反馈电阻，防止在比较器U1B的输出脚形成振荡，连接到比较器U1B两输入端之间二极管D1、D2起限幅作用，使滤波后的信号U1+满足((U1-)-0.7V)＜U1+＜((U1-)+0.7V)，比较器U1B输出波形通过施密特触发器U2B完成对输出波形的迟滞比较，形成供微处理器采集的标准波形；
磁电式传感器线圈内阻Rx为等效电阻，在磁电式传感器线圈无信号时，电源电压VCC在电阻R3、磁电式传感器线圈内阻Rx之间形成分压值Ux，电源电压VCC通过电阻R5、R14形成分压值UH，通过电阻R4、R17形成分压值UL；考虑批次磁电式传感器线圈内阻Rx的变化范围在Rx1～Rx2之间，同时预估传感器线缆电阻为Rm，这样计算出在正常范围内Ux的电压范围为Ux1～Ux2(Ux1＜Ux＜Ux2)；匹配电阻R5、R14、R4、R17，使分压值UH＞Ux2、UL＜Ux1；分压值UH信号通过限流电阻R9进入比较器U3B的正输入端，Ux电压经过由电阻R15和电容C3组成的滤波电路，以及限流电阻R7后进入比较器U3B的负输入端，正常情况下，比较器U3B输入电压U3+＞U3-，输出高电平；同时，Ux电压经过由电阻R16和电容C2组成的滤波电路，以及限流电阻R6后进入比较器U4B的正输入端，正常情况下，比较器U4B输入电压U4+＞U4-，输出高电平；比较器U3B和比较器U4B输出信号形成“与”逻辑，故障输出端为高电平时，表明磁电式传感器线圈内阻Rx在正常范围内；如果磁电式传感器线圈内阻Rx偏大，则出现Ux＞UH，比较器U3B输出低电平，故障输出端为低电平；同理，如果磁电式传感器线圈内阻Rx偏小，则出现Ux＜UL，比较器U4B输出低电平，故障输出端为低电平，表明磁电式传感器线圈内阻Rx超出正常范围，传感器出现故障。
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