CN1291218C - 具有双极信号输出的接近传感器的接近传感器系统 - Google Patents

具有双极信号输出的接近传感器的接近传感器系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的接近传感器系统包括传感器，该传感器产生两种具有相反极性的脉冲信号，以探测两个不同的小金属物体并且区分这两个物体。该接近传感器系统涉及到至少两个具有不同磁特性的被探测金属物体。一个传感器包括具有多个芯柱的磁芯和环形线圈绕组，环形线圈绕组装配并支承在磁芯的至少一个芯柱上；和处理传感器输出信号的电子电路。当金属物体经过传感器附近的时候，该传感器产生预定具有相反极性的信号。适合的金属物体包括由铁磁性金属和抗磁性或顺磁性金属制造的金属物体。当铁磁性物体经过传感器附近，该传感器产生正脉冲；当抗磁性或顺磁性金属物体经过传感器附近，传感器产生负脉冲。

Description

具有双极信号输出的接近传感器的 接近传感器系统
技术领域
本发明涉及一种传感器，特别是具有利用金属磁特性的接近传感器的一种接近传感器系统。
背景技术
接近传感器在物体靠近传感器的探测范围的时候探测物体。探测金属物体对于实现工厂的装配线的自动化等场合是非常有用的。在很多情况下，金属的磁特性用作探测的要素。有多种利用金属磁特性的接近传感器。
在多数接近传感器的应用中，需要探测的物体比接近传感器大得多，并且因为物体的磁耦合很强所以很容易被探测到。当要探测的物体相对于传感器的尺寸很小的时候，例如，只有几个毫米的时候，物体的磁耦合很微弱，这种物体的探测是困难的。一种探测小物体的情况是对飞速旋转的齿轮上的小齿进行计数，来监测该齿轮旋转速度的均匀性。在这种应用中，需要采用专门的技术。例如，使传感器作得很小，将传感器的探测范围限制得很短。在某些其它应用中，要用一个传感器区分物体，同时探测物体的接近。当两个单独物体的相对位置是决定性的重要信息的时候，用一个传感器实现两个功能的能力具有优势而且更便利。
发明内容
本发明目的在于提供一种接近传感器系统，该系统包括能够发出两个脉冲信号的传感器。这两个信号具有相反的极性用以探测两个不同大小的金属物体，并且区分这两个物体。
本发明的另一个目的在于提供一种用以测量汽车离合器片输出的转矩的接近传感器系统。
本发明描述的技术中，两个不同的金属物体，例如，一个铁磁性物体和一个抗磁性物体，单独地并且同时地被一个传感器探测到。本发明的传感器对于两个不同磁特性的物体产生两个具有不同极性的信号，于是该传感器区分开了这两个不同的金属物体。
本发明一方面提供一种接近传感器系统，包括：由铁磁性的金属材料构成的检测物体；由顺磁性或抗磁性的金属材料构成的检测物体；传感器，其包括与上述检测物体相对面固定配置的磁芯和卷装在上述磁芯上的线圈绕组；和电子电路，其对上述线圈绕组提供高频交流，当上述由铁磁性的金属材料构成的检测物体靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中任一单极性的脉冲信号，当上述由顺磁性或抗磁性的金属材料构成的检测物体靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中与上述极性相反极性的脉冲信号。
优选地，如第一方面所述的接近传感器系统，其特征在于，上述电子电路包括：振荡器，用以为传感器提供交流；半波整流器，用以处理传感器的输出信号；低通过滤器和放大器。
本发明另一方面提供一种实时测量汽车变速器输出的发动机输出转矩的发动机转矩实时测量装置用的接近传感器系统。该传感器系统是用于实时测量汽车中通过离合器轴输出的发动机转矩的发动机转矩实时测量装置用的接近传感器系统，该汽车具有与发动机轴连结的飞轮和离合器，该离合器包括：中间旋转盘，其与离合器轴结合；上侧旋转盘和下侧旋转盘，其分别位于上述中间旋转盘的两侧面，并与上述中间旋转盘结合且可相对于该中间旋转盘可在圆周方向上相对旋转运动，所述的接近传感器系统包括：多个轴向延伸的第一柱，在所述中间旋转盘的一侧面在圆周方向上等间隔地排列，这些柱是由具有铁磁性和抗磁性中任一磁性的金属材料制成的；多个轴向延伸的第二柱，在上述上侧旋转盘的一侧面与上述第一支柱邻接地在圆周方向上等间隔排列，所述的多个轴向延伸的第二柱是由具有顺磁性或抗磁性中与上述第一支柱相反磁性的金属材料制造的；传感器，其具有相对于上述第一支柱和第二支柱相对面固定配置的磁芯和其卷装在上述磁芯上的线圈绕组；电子电路，其对上述线圈绕组提供高频交流，当上述第一支柱靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中任一单极性的脉冲信号，当上述第二支柱靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中与上述极性相反极性的脉冲信号。
附图说明
图1(a)和图1(b)是竖向透视图，分别表示根据本发明的传感器未组装和已经组装的状态。
图2是示意图，表示传感器的磁通，其中，图2(a)的视图表示没有探测物体时候的状态，图2(b)表示探测到铁磁性物体，图2(c)表示探测到抗磁性物体。
图3是本发明的系统中使用的电子电路的框图。
图4是调制的载波信号。
图5表示解调的脉冲信号。
图6表示根据本发明的接近传感器系统的例子，是用于汽车离合器片的转矩测量传感器系统。
具体实施方式
本发明作为一种接近传感器系统，其中，接近传感器与专门的待检测物体一起工作，在物体经过传感器附近时，接近传感器产生脉冲。本发明的接近传感器系统至少具有三个方面的内容，即传感器、被探测物体和电子电路。
如图1(a)和图1(b)所示，传感器1包括磁芯11和环形线圈绕组12。磁芯11可以是“E”形或者是具有两个芯柱的“”的形状，线圈绕组12通过使其中心部分装配于磁芯的至少一个突出的芯柱而受到支承。如图1(a)和图1(b)所示的实施例中，磁芯11作成“E”的形状，并且线圈绕组12通过使其中心部分装配于三个突出芯柱的中间芯柱而得到支承。
当交变电流经过线圈绕组12时，传感器1产生一个如图2(a)表示的磁通。当铁磁性物体21靠近传感器附近时，所述的磁通被加强，如图2(b)所示。但是，抗磁性物体22靠近传感器附近时，如图2(c)所示，所述的磁通减弱。
图3的框图表示本发明的接近传感器系统中使用的电子电路的例子。该电子电路包括：振荡器，用以给传感器提供交变电流；半波整流器，用以处理从传感器输出的信号；以及低通过滤器和放大器。
传感器1的线圈绕组12中流动的交变电流是由振荡器提供的，该振荡器产生高频交变电流。线圈绕组12作为该振荡器的电感负载。当被探测物体接近传感器，磁通量就会如图2(b)和图2(c)所示那样变化，因此改变了电感负载的感抗，于是如图4所示。已调制的载波信号经过半波整流器和低通过滤器，产生一个被解调的输出脉冲信号，如图5所示。特别是，本发明的接近传感器系统由被检测物体的磁性而产生两个相反极性的脉冲，并可识别磁性相异的两种被检测物体。即，两种形态的被检测物体中之一是由铁磁性的金属，如铁、镍或者其它们的合金等制造的；而另一种物体是由抗磁性(或者顺磁性)金属，如铜或者铝等制造，那么，当铁磁性物体经过传感器的前方时，电子电路产生正(+)脉冲信号，当抗磁性(或者顺磁性)金属的被检测物体经过传感器前方时，电子电路产生负(-)脉冲信号。当然也可以是这样构成，当铁磁性物体经过传感器的前方时，电子电路产生负(-)脉冲信号，当抗磁性(或者顺磁性)金属的被检测物体经过传感器前方时，电子电路产生正(+)脉冲信号
根据本发明的接近传感器系统，传感器取决于靠近传感器的物体的磁特性产生具有不同极性的脉冲信号，这样就使该传感器系统能够通过一个传感器产生两种类型的信息。这种信息的一种可能的形式是：是否有某种类型的金属物体正在靠近传感器，而另一种信息是另一种类型的金属物体正在靠近传感器。
在前述的实施例中，已经声明了传感器对铁磁性的物体产生正脉冲信号，对于抗磁性(或者顺磁性)物体传感器产生负脉冲信号。但是，应该注意的是，根据电子电路对信号的处理，脉冲信号的极性是可以互换的。
根据本发明的传感器系统的构成，因为传感器取决于要被探测的物体的类型产生两种具有不同极性的脉冲信号，所以，可以容易地探测到并且区分开物体，这样提高了对探测和区分物体的可靠性，即使对于小物体也是这样。
对于本发明的接近传感器系统，已经针对一个具体的实施例进行了描述和说明，但是本发明不限于该实施例。在不脱离下面的权利要求所描述的精神和原理的情况下，可以对本发明的接近传感器系统的构成进行变型和改变。
工业适用性
本发明的接近传感器系统可以用于各种领域。例如，例如用于国际申请公开号为WO99/58943中采用用于实时测量汽车发动机转矩的实时测量装置。一般，断开接续车辆的发动机的旋转动力的离合器位于与发动机轴直接连结的飞轮的内侧，由与离合器板连动的压力板的压力与飞轮紧密连接，具有将发动机轴的旋转力传递给离合器轴的功能。由图6和国际申请WO99/58943可知，离合器由顺次结合的上侧旋转盘32、中间旋转盘34、下侧旋转盘36构成。上侧旋转盘32和下侧旋转盘36一体旋转，中间旋转盘34与离合器轴(未图示)结合。上侧旋转盘32和下侧旋转盘36的旋转力通过控制弹簧38传递给中间旋转盘34，中间旋转盘34的旋转力传递给离合器轴。中间旋转盘34的一侧面上在圆周方向等间隔排列铁磁性(或抗磁性)的金属材料构成的多个第一支柱41，在轴向延伸。上侧旋转盘32的一侧面上在圆周方向等间隔排列多个第二支柱42，它们与第一支柱邻接，并且在轴向延伸，由与第一支柱41磁性相反的抗磁性(或铁磁性)的金属材料构成。传感器1可安装在配置与第一和第二支柱41、42的半径方向内侧的离合器轴导向内管(未图示)。汽车运转时上侧旋转盘32旋转，但设于离合器轴导向内管的传感器1维持固定状态。
车辆的发动机运转时，第一和第二支柱41、42通过传感器1的前方，传感器1检测出第一和第二支柱41、42的通过和其种类(即铁磁性的支柱还是抗磁性的支柱)，输出具有相反极性的脉冲信号。因此，极性相反的脉冲信号的输出，使离合器的旋转盘32、34、36旋转期间，具有相反极性的第一和第二支柱41、42的相对角度变位更容易被检测出及识别到，从而可准确且可靠地进行发动机转矩的实时测量。

Claims (3)

1、一种接近传感器系统，其包括：
由铁磁性的金属材料构成的检测物体；
由顺磁性或抗磁性的金属材料构成的检测物体；
传感器，其包括与上述检测物体相对面固定配置的磁芯和卷装在上述磁芯上的线圈绕组；和
电子电路，其对上述线圈绕组提供高频交流，当上述由铁磁性的金属材料构成的检测物体靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中任一单极性的脉冲信号，当上述由顺磁性或抗磁性的金属材料构成的检测物体靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中与上述极性相反极性的脉冲信号。
2、如权利要求1所述的接近传感器系统，其特征在于，上述电子电路包括：振荡器，用以为传感器提供交流；半波整流器，用以处理传感器的输出信号；低通过滤器和放大器。
3、一种接近传感器系统，是实时测量汽车中通过离合器轴输出的发动机转矩的发动机转矩实时测量装置用的接近传感器系统，该汽车具有与发动机轴连结的飞轮和离合器，该离合器包括：中间旋转盘，其与离合器轴结合；上侧旋转盘和下侧旋转盘，其分别位于上述中间旋转盘的两侧面，并与上述中间旋转盘结合且相对于该中间旋转盘可在圆周方向上相对旋转运动，
所述的接近传感器系统包括：
多个轴向延伸的第一柱，在所述中间旋转盘的一侧面在圆周方向上等间隔地排列，这些柱是由具有铁磁性和抗磁性中任一磁性的金属材料制成的；
多个轴向延伸的第二柱，在上述上侧旋转盘的一侧面与上述第一支柱邻接地在圆周方向上等间隔排列，所述的多个轴向延伸的第二柱是由具有顺磁性或抗磁性中与上述第一支柱相反磁性的金属材料制造的；
传感器，其具有相对于上述第一支柱和第二支柱相对面固定配置的磁芯和卷装在上述磁芯上的线圈绕组；
电子电路，其对上述线圈绕组提供高频交流，当上述第一支柱靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中任一单极性的脉冲信号，当上述第二支柱靠近上述传感器通过时，输出正脉冲和负脉冲中与上述极性相反极性的脉冲信号。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005215553A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Ricoh Co Ltd ベルト装置および転写装置および画像形成装置
US9196417B2 (en) * 2012-05-04 2015-11-24 Det International Holding Limited Magnetic configuration for high efficiency power processing
US10007017B2 (en) * 2014-11-14 2018-06-26 Ultra Electronics Limited Sensor core and sensor

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5610861A (en) * 1979-07-02 1981-02-03 Kanemitsu Doukou Yousetsushiyo:Goushi Pulley manufacturing method
JPS5654324A (en) * 1979-10-11 1981-05-14 Kazuhiro Kanamaru Torque detector of internal combustion engine
JPS59196623A (ja) * 1983-04-22 1984-11-08 Omron Tateisi Electronics Co 近接スイツチのセンサ
DE3327188A1 (de) * 1983-07-28 1985-02-14 Gebhard Balluff Fabrik feinmechanischer Erzeugnisse GmbH & Co, 7303 Neuhausen Selbstpruefender naeherungsschalter
JPS6159233A (ja) * 1984-08-31 1986-03-26 Hitachi Ltd トルク検出器
JPS61149821A (ja) * 1984-12-24 1986-07-08 Matsushita Electric Works Ltd 近接センサ
DE8517733U1 (zh) * 1985-06-19 1987-02-26 Soyck, Gerno, 5884 Halver, De
JPH01233316A (ja) * 1988-03-14 1989-09-19 Fuji Electric Co Ltd 回転検出装置
US4849697A (en) * 1988-06-27 1989-07-18 General Electric Company Three-dimensional magnetic resonance flow-contrast angiography with suppression of stationary material
DE3912946C3 (de) * 1989-04-20 1996-06-20 Turck Werner Kg Induktiver Näherungsschalter
JPH03109141A (ja) * 1989-09-22 1991-05-09 Ootec Japan:Kk 重量物運搬車
JP2508940B2 (ja) * 1991-12-20 1996-06-19 トヨタ自動車株式会社 高密度エネルギ―源を利用した信号パタ―ンの形成方法
US5352979A (en) * 1992-08-07 1994-10-04 Conturo Thomas E Magnetic resonance imaging with contrast enhanced phase angle reconstruction
KR960012257B1 (ko) * 1993-02-12 1996-09-18 엘지반도체 주식회사 반도체 장치의 캐패시터 노드 제조방법
JPH07128354A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Matsushita Electric Works Ltd 回転速度検出装置
US5565695A (en) * 1995-04-21 1996-10-15 Johnson; Mark B. Magnetic spin transistor hybrid circuit element
EP0751623A1 (en) * 1995-06-30 1997-01-02 Carlo Gavazzi AG Inductive proximity sensor
KR100283294B1 (ko) 1998-05-13 2001-03-02 장태환 자동차엔진출력토오크의실시간측정장치

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Publication number Publication date
US20040079172A1 (en) 2004-04-29
CN1592847A (zh) 2005-03-09
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US6857321B2 (en) 2005-02-22
EP1377806A1 (en) 2004-01-07
JP2004522968A (ja) 2004-07-29

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