CN109030853A - 一种车轮速度传感器 - Google Patents

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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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Abstract

本发明提供了一种车轮速度传感器，该车轮速度传感器包括：霍尔元件及信号处理电路板，信号处理电路板包括：与霍尔元件连接的霍尔元件检测电路，与霍尔元件检测电路连接的比较输出电路及触发选择电路，以及稳定电压信号电路及开关芯片；其中，稳定电压信号电路及比较输出电路与开关芯片的输入端连接；触发选择电路的输出端与开关芯片的控制端连接；开关芯片在触发选择电路检测到方波时，控制比较输出电路与开关芯片的输出端连通；在未检测到方波时，控制稳定电压信号电路与开关芯片的输出端连通。本发明的有益效果是：可以自动识别测试轮盘是否动作，并使传感器在测试感应到测试轮盘没有动作时输出稳定电压信号，从而提高检对车轮测速的准确性。

Description

一种车轮速度传感器
技术领域
本发明涉及到轨道交通技术领域，尤其涉及到一种车轮速度传感器。
背景技术
速度传感器是电力机车常用的一种非接触检测转速的传感器。在轨道车辆上，车辆系统的稳定性很大程度上取决于它所采集到的速度信号的可靠性和精度，而所采集的速度信号包括当前速度值和速度的变化量。在机车的牵引控制，车轮滑动保护和列车控制过程中都要涉及到速度信号的采集问题。其中霍尔类车轮速度传感器输出信号为方波，车轮速度传感器在测试轮盘停止时，其输出信号高低电平不确定，容易使采集系统存在误判动作，导致车辆事故。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种车轮速度传感器。
本发明是通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种车轮速度传感器，该车轮速度传感器包括：霍尔元件，及信号处理电路板，所述信号处理电路板包括：与所述霍尔元件连接的霍尔元件检测电路，与所述霍尔元件检测电路连接的比较输出电路，以及稳定电压信号电路、开关芯片及触发选择电路；其中，所述稳定电压信号电路及所述比较输出电路与所述开关芯片的输入端连接；所述触发选择电路的输入端与所述霍尔元件检测电路连接，且所述触发选择电路的输出端与所述开关芯片的控制端连接；其中，
所述触发选择电路用于检测霍尔元件检测电路是否输出方波；所述开关芯片在所述触发选择电路检测到方波时，控制所述比较输出电路与所述开关芯片的输出端连通；在未检测到方波时，控制所述稳定电压信号电路与所述开关芯片的输出端连通。
优选的，还包括与所述开关芯片的输出端连接的滤波输出电路。
优选的，所述开关芯片为单刀双掷开关芯片。
优选的，所述比较输出电路为轨对轨输出电路。
优选的，还包括传感器壳体，所述霍尔器件以及信号处理电路板设置在所述传感器壳体内。
优选的，所述触发选择电路为双通道可重复触发单稳态芯片。
本发明的有益效果是：可以自动识别测试轮盘是否动作，并使传感器在测试感应到测试轮盘没有动作时输出稳定电压信号，从而提高检对车轮测速的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的车轮速度传感器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的车轮速度传感器电路结构示意图；
图3是是本发明实施例提供的触发选择电路的电路图；
图4是本发明实施例提供的车轮速度传感器的开关芯片功能图；
图5是本发明实施例提供的触发电路的波形图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1及图2，图1是本发明提供的一种车轮速度传感器的结构示意图，图2是本发明实施例提供的车轮速度传感器电路结构示意图。
本发明实施例提供了一种车轮速度传感器，该车轮速度传感器包括：霍尔元件13，及信号处理电路板14，所述信号处理电路板14包括：与所述霍尔元件13连接的霍尔元件检测电路21，与所述霍尔元件检测电路21连接的比较输出电路26，以及稳定电压信号电路27、开关芯片23及触发选择电路22；其中，所述稳定电压信号电路及所述比较输出电路26与所述开关芯片23的输入端连接；所述触发选择电路22的输入端与所述霍尔元件检测电路21连接，且所述触发选择电路22的输出端与所述开关芯片23的控制端连接；其中，
所述触发选择电路22用于检测霍尔元件检测电路21是否输出方波；所述开关芯片23在所述触发选择电路22检测到方波时，控制所述比较输出电路26与所述开关芯片23的输出端连通；在未检测到方波时，控制所述稳定电压信号电路27与所述开关芯片23的输出端连通。
优选的，还包括与所述开关芯片23的输出端连接的滤波输出电路24。
优选的，所述开关芯片23为单刀双掷开关芯片23。
优选的，所述比较输出电路26为轨对轨输出电路。
优选的，还包括传感器壳体12，所述霍尔器件以及信号处理电路板14设置在所述传感器壳体12内。
优选的，所述触发选择电路22为双通道可重复触发单稳态芯片。
所述信号处理电路板14还包括霍尔器件检测电路21，且所述霍尔器件检测电路21的输入端与所述霍尔元件13连接，输出端分别与所述比较输出电路26及触发选择电路22连接。
在上述实施例中，可以自动识别测试轮盘是否动作，并使传感器在测试感应到测试轮盘没有动作时输出稳定电压信号，从而提高检对车轮测速的准确性。
为了方便理解本发明实施例提供的一种车轮速度传感器，下面结合具体的实施例对其进行详细的描述。
继续参考图1，本发明提供了一种车轮速度传感器，用于测量机车车轮转速，安装于机车车轮轴端，与测试轮盘相对邻近设置，如图1所示，该车轮速度传感器包括：传感器壳体12，设置在传感器壳体12内的霍尔元件13以及信号处理电路板14，还包括与该信号处理电路板14连接的传输电缆15及连接器插头16，其中，该传感器外壳12为非导磁材料制成的壳体，从而将霍尔元件13以及信号处理电路板14包裹并整体屏蔽，传输电缆15采用屏蔽电缆，并且屏蔽电缆的外层与非导磁材质制成壳体相连。从而提高整个信号的电磁环境，降低外界的干扰。
在具体使用时，如图1中所示，车轮速度传感器安装于机车车轮轴端，与测试轮盘11相对邻近设置，传感器壳体12通过固定螺栓与机座相连，霍尔元件13和信号处理电路板14有传感器壳体12相连，传输电缆15和连接器插头16将信号处理电路板14处理完成的信号与外部连接。
一并参考图1及图2，该信号处理电路板14包括霍尔元件检测电路21、触发选择电路22、开关芯片23、滤波输出电路24、电源处理电路25、比较输出电路26及稳定电压信号电路27。该开关芯片23为单刀双掷开关芯片。当测试轮盘11转动时，霍尔元件检测电路21将霍尔元件13测试的测试轮盘11的转动信号转换成方波信号发送到触发选择电路22和比较输出电路26，该比较输出电路26为轨对轨输出电路，触发选择电路22接收到方波信号后输出高电平信号(默认是低电平信号)给开关芯片23，将开关芯片23内部的SB与D相连接，比较输出电路26将接收到的方波信号处理后将通过开关芯片23正常输入到滤波输出电路24，输出滤波输出电路24将信号滤波处理后输出。当测试轮盘停止时，霍尔元件检测电路21测试到的测试轮盘信号(高电平或低电平)发送到触发选择电路22和比较输出电路26，触发选择电路22没有接收方波触发信号，在T时间后输出低电平信号给开关芯片23，开关芯片23内部的SA与D相连接，稳定电压信号电路27输出的稳定电压信号通过开关芯片23输入到输出滤波输出电路24，输出滤波输出电路24将信号滤波处理后输出。电源处理电路25将外部电源经过滤波和防反接处理后供应给其它电路。
进一步的，如图3所示，触发选择电路为双通道可重复触发单稳态芯片，其功能表如图4所示。正常方波信号通过限流电阻R1输入到第1路单稳态A1引脚，同时输入到第2路单稳态的B2引脚，将2路单稳态触发器Reset1引脚和Reset2引脚同时接入高电平，将第1路触发器B1引脚接入高电平，将第2路触发器A2引脚接入低电平。将两路单稳态触发器Q1和Q2通过由D3、D4和R4组成或门电路进行或处理。
进一步的，如图5所示，当方波信号出现时，其上升沿和下降沿都能触发一路单稳态工作，使其Q端输出高电平，其高电平持续时间由D1、R2和C1或D2、R3和C2组成的电路决定，延时时间计算公式为T＝0.2RX×CX。因信号输入端不确定其上升沿和下降沿的进入顺序，为了使最终输出波形不丢失，将两路单稳态触发器输出Q值进行或处理，使其上升沿和下降沿信号都能及时处理。
该车轮速度传感器包括：霍尔元件，及信号处理电路板，信号处理电路板包括：与霍尔元件连接的比较输出电路，以及稳定电压信号电路、开关芯片及触发选择电路；其中，稳定电压信号电路及比较输出电路与开关芯片的输入端连接；触发选择电路的输入端与霍尔元件连接，且触发选择电路的输出端与开关芯片的控制端连接；其中，
触发选择电路用于检测霍尔元件是否输出方波；开关芯片在触发选择电路检测到方波时，控制比较输出电路与开关芯片的输出端连通；在未检测到方波时，控制稳定电压信号电路与开关芯片的输出端连通。
通过上述描述可以看出，该车轮速度传感器可以自动识别测试轮盘是否动作，并使传感器在测试感应到测试轮盘没有动作时输出稳定电压信号，从而提高检对车轮测速的准确性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车轮速度传感器，其特征在于，包括：霍尔元件，及信号处理电路板，所述信号处理电路板包括：与所述霍尔元件连接的霍尔元件检测电路，与所述霍尔元件检测电路连接的比较输出电路，以及稳定电压信号电路、开关芯片及触发选择电路；其中，所述稳定电压信号电路及所述比较输出电路与所述开关芯片的输入端连接；所述触发选择电路的输入端与所述霍尔元件检测电路连接，且所述触发选择电路的输出端与所述开关芯片的控制端连接；其中，
所述触发选择电路用于检测霍尔元件检测电路是否输出方波；所述开关芯片在所述触发选择电路检测到方波时，控制所述比较输出电路与所述开关芯片的输出端连通；在未检测到方波时，控制所述稳定电压信号电路与所述开关芯片的输出端连通。
2.根据权利要求1所述的车轮速度传感器，其特征在于，还包括与所述开关芯片的输出端连接的滤波输出电路。
3.根据权利要求2所述的车轮速度传感器，其特征在于，所述开关芯片为单刀双掷开关芯片。
4.根据权利要求1所述的车轮速度传感器，其特征在于，所述比较输出电路为轨对轨输出电路。
5.根据权利要求1所述的车轮速度传感器，其特征在于，还包括传感器壳体，所述霍尔器件以及信号处理电路板设置在所述传感器壳体内。
6.根据权利要求5所述的车轮速度传感器，其特征在于，所述触发选择电路为双通道可重复触发单稳态芯片。
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