CN102879611B

CN102879611B - 一种检测速度传感器线路断路或短路的电路

Info

Publication number: CN102879611B
Application number: CN2012104025174A
Authority: CN
Inventors: 王伟
Original assignee: Wengfu Group Co Ltd
Current assignee: Wengfu Group Co Ltd
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: CN102879611A

Abstract

一种检测速度传感器线路断路或短路的电路，其特征在于：它包括限幅电路、电压跟随器电路、低通滤波器电路、比较器电路、窗口比较器电路；本发明在于把故障信号转换为可接收的方波信号，利用比较器电路和窗口比较器电路及软件，判断出传感器的断路和短路故障。本发明适用于速度传感器线路的检测，还能推广应用到齿轮转速等控制系统中。

Description

一种检测速度传感器线路断路或短路的电路

技术领域

本发明涉及速度传感器，特别是涉及一种检测速度传感器线路断路或短路的电路。

背景技术

目前，矿山工程机械的发动机和变速器的转速大多采用电磁感应式速度传感器检测，当速度传感器线路发生断路或短路时，工程机械控制器无法实时检测这两种故障，给生产造成很大影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够检测电磁感应式速度传感器线路发生断路或短路的一种电路，以准确判断、检测出电磁感应式速度传感器是否发生断路或短路故障。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种检测速度传感器线路断路或短路的电路，其特征在于：它包括限幅电路、电压跟随器电路、低通滤波器电路、比较器电路、窗口比较器电路，其中所述限幅电路由电压源V1、电阻R1、两个相对的稳压二极管D1、D2组成，两个相对的稳压二极管分别对正弦波信号的正负半周箝位，功能是使正弦波转变为近似于方波；所述电压跟随器电路由直流电源+5V、放大器U1A、电阻R2、R3组成，电压跟随器电路在限幅电路和低通滤波器电路之间起到一种缓冲作用，使转速信号不发生衰减；所述低通滤波器电路由放大器U1B、U1C、电阻R4、R5、R6、R7、R8、电容C1、C2、C3、C4、C5组成，低通滤波器电路的作用是通过速度传感器工作频率以内的信号，衰减工作频率以外的高频信号，使比较器电路和窗口比较器电路不受高频信号干扰；所述比较器电路由直流电源+5V、直流电源+3V、比较器U2A、电阻R9、R10、R11组成；所述窗口比较器电路由直流电源+15V、比较器U2B、U2C、电阻R12、R13、R14、R15组成，其中电阻R12、R13、R14组成一个电阻分压电路，电阻R13两端的电压与R14两端的电压之和为+3V,加到U2B的同相端；R14的电压为+1V,加到U2C的反相端；低通滤波器电路的放大器U1C的输出电压加到U2B的反相端和U2A、U2C的同相端。

电压跟随器电路的功能是消除限幅电路向低通滤波器电路提供任何功率，因为经限幅后输出的速度传感器信号输出的功率极小，不能直接驱动低通滤波器电路，所以采用一个缓冲器即电压跟随器对信号进行放大，经限幅后输出的速度传感器信号加在电压跟随器的同相端，从理想放大器的虚断特性可知，经限幅后输出的速度传感器信号电流为0，转速信号不会衰减，电压跟随器电路在限幅电路和低通滤波器电路之间起到一种缓冲作用；

窗口比较器电路电阻R12、R13、R14组成一个串联电阻分压电路，对+15V电压进行分压。本发明设置分压电阻R14两端的电压为+1V,设置分压电阻R13两端的电压与分压电阻R14两端的电压之和为+3V,将+3V加到U2B的同相端；分压电阻R14两端的电压为+1V,将+1V加到U2C的反相端；转速信号通过低通滤波器电路滤波后，由放大器U1C的输出端输出，转速信号电压加到U2B的反相端和U2A、U2C的同相端。

本发明在于把故障信号转换为微处理器可接收的方波信号，利用比较器电路和窗口比较器电路及软件，判断出传感器的断路和短路故障。

当速度传感器断路时，比较器U2A输出端电压为TTL高电平，比较器U2A输出逻辑1；

大于加到U2C的反相端的+1V参考电压与小于加到U2B的同相端的+3V参考电压的所有电压就是窗口电压，即窗口电压是一个区间[1,3]。如果U1C的输出电压低于1V，U2C输出逻辑0，U2B输出悬空，如果U1C的输出电压大于3V，U2C输出悬空，U2B输出逻辑0，只要U2B和U2C任意一个输出逻辑0，窗口比较器电路就输出逻辑0；只有当U1C的输出电压在1V至3V之间时，窗口比较器电路才输出逻辑1，这时速度传感器未短路。

速度传感器短路或在速度传感器正常工作的情况下，比较器U2A输出端电压为TTL低电平，比较器U2A输出逻辑0；判断是否短路还需要窗口比较器电路输出是否为逻辑0，如果为逻辑0,说明传感器线路短路。因此，只要把比较器U2A输出端的逻辑信号和窗口比较器输出端的逻辑信号送入微处理器，经预编制好的控制软件对逻辑信号进行逻辑判断，可以得出传感器是否发生断路或短路故障。

本发明的优点：

1、本发明的电路抗干扰能力强，可靠性高。

2、可驱动TTL 逻辑电路。

3、电路简洁。

4、可推广使用到频率变化大的场合。

本发明适用于速度传感器线路的检测，还能推广应用到齿轮转速等控制系统中。

附图说明：

图1是本发明的电路图。

图1中： V1是电压源，+5V、+3V、+15V是直流电源， R1、R2、R3、 R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、 R12、R13、R14、R15是电阻，C1、C2、C3、C4、C5是电容，D1、D2是稳压二极管，U1A、U1B、U1C是放大器，U2A、U2B、U2C是比较器。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

本发明参照附图1设计实施，电压源V1是速度传感器发出的转速信号，电阻R1是速度传感器的内阻，电压源V1与电阻R1串联，该串联电路是速度传感器的等效电路，D1、D2是稳压二极管，U1A、U1B、U1C是放大器，U2A、U2B、U2C是比较器。选用稳压二极管D1、D2型号1N4614；放大器U1A、U1B、U1C型号LM224；比较器U2A、U2B、U2C型号LM3302，速度传感器电路的电阻R1在50到200欧姆之间，稳压二极管D1、D2分别对转速的正弦电压信号电压源V1正负半周箝位，使正弦波转变为近似于方波，方波信号输入电压跟随器电路放大器U1A的同相端；电压跟随器电路的功能是消除限幅电路向低通滤波器电路提供任何功率； R1、R2、R3组成一个分压网络，给同相输入端提供一个直流电平，因此，电压跟随器电路放大器U1A输出端有一个直流偏移电平，电压跟随器电路放大器U1A输出的信号是速度信号与直流偏移电平信号相叠加而得到的信号。为了避免高频信号的干扰，需要滤掉频率比转速信号频率更高的无用信号，选用一个5阶有源滤波器作为低通滤波器电路，滤波器由一个三级点组件和一个二级点组件级联在一起。U2A是同相比较器，U2B、U2C组成窗口比较器，当速度传感器断路时，电压跟随器电路放大器U1A输出端的直流偏移电压为5V,达到使比较器输出逻辑1的触发条件，比较器U2A输出逻辑1；在速度传感器短路时，电压跟随器的放大器U1A输出端的直流偏移电压为0V, 达到使比较器输出逻辑0的触发条件，使比较器U2A输出逻辑0；因为速度传感器短路或在速度传感器正常工作的情况下，比较器输出逻辑均为逻辑0,所以判断是否短路还需要窗口比较器电路输出是否为逻辑0，如果窗口比较器电路为逻辑0,说明传感器线路短路。因此，只要把比较器输出的逻辑信号和窗口比较器输出的逻辑信号送入微处理器，利用软件，可以判断出传感器的断路和短路故障。

经安装调试，本电路工作可靠。

Claims

1.一种检测速度传感器线路断路或短路的电路，其特征在于：它包括限幅电路、电压跟随器电路、低通滤波器电路、比较器电路、窗口比较器电路，其中所述限幅电路由电压源V1、电阻R1、两个相对的稳压二极管D1、D2组成，两个相对的稳压二极管分别对正弦波信号的正负半周箝位，功能是使正弦波转变为近似于方波；所述电压跟随器电路由直流电源+5V、放大器U1A、电阻R2、R3组成，电压跟随器电路在限幅电路和低通滤波器电路之间起到一种缓冲作用，使转速信号不发生衰减；所述低通滤波器电路由放大器U1B、U1C、电阻R4、R5、R6、R7、R8、电容C1、C2、C3、C4、C5组成，低通滤波器电路的作用是通过速度传感器工作频率以内的信号，衰减工作频率以外的高频信号，使比较器电路和窗口比较器电路不受高频信号干扰；所述比较器电路由直流电源+5V、直流电源+3V、比较器U2A、电阻R9、R10、R11组成；所述窗口比较器电路由直流电源+15V、比较器U2B、U2C、电阻R12、R13、R14、R15组成，其中电阻R12、R13、R14组成一个电阻分压电路，电阻R13两端的电压与R14两端的电压之和为+3V,加到U2B的同相端；R14两端的电压为+1V,加到U2C的反相端；低通滤波器电路的放大器U1C的输出电压加到U2B的反相端和U2A、U2C的同相端。