CS198769B1 - Zapojení indukčního snímače otáček - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení indukčního snímače otáček určeného zejména pro snímání frekvence průchodu zubů kovové točící se clony svázané například s nápravou trakčního vozidla za účelem měření rychlosti nebo vyhodnocení skluzu vzájemným porovnáním rychlosti otáčení jednotlivých náprav. Dosud jsou známy systémy, které pro snímání frekvence průchodu zubů kovové točící se clony využívají uzavřeného magnetického obvodu, přičemž vyžadují velmi malou vzduchovou mezeru tohoto obvodu. Tím lze konstruovat pouze tenké clony s požadavkem na velmi přesné vedení ve vzduchové mezeře, což je v mnohých případech, hlavně pro těžké provozní podmínky, například na trakčních vozidlech nerealizovatelné. Zapojení, která využívají pro snímání rychlosti oscilačniho tranzistorového obvodu, kde podle vazby mezi cívkami oscilačniho obvodu, vznikají nebo zanikají vysokofrekvenční kmity, nezajišťují spolehlivou funkci při velkém rozsahu pracovních teplot a při velkém kolísání napájecího napětí. Jiná zapojení indukčních snímačů otáček se chovají jako zdroje signálu s velkým vnitřním odporem, vyžadují v mnoha případech připojení na další tvarovací obvody signálu, což omezuje jejich použití v prostředí silných rušivých polí. Další zapojení využívají změny indukčnosti při průchodu železového jádra v magnetickém poli cívky, přičemž se vyhodnocuje změna její impedance. Tato zapojení jsou vzhledem k malým vyhodnocovaným změnám pro měření složitá.

Description

Vynález se týká zapojení indukčního snímače otáček určeného zejména pro snímání frekvence průchodu zubů kovové točící se clony svázané například s nápravou trakčního vozidla za účelem měření rychlosti nebo vyhodnocení skluzu vzájemným porovnáním rychlosti otáčení jednotlivých náprav.

Dosud jsou známy systémy, které pro snímání frekvence průchodu zubů kovové točící se clony využívají uzavřeného magnetického obvodu, přičemž vyžadují velmi malou vzduchovou mezeru tohoto obvodu. Tím lze konstruovat pouze tenké clony s požadavkem na velmi přesné vedení ve vzduchové mezeře, což je v mnohých případech, hlavně pro těžké provozní podmínky, například na trakčních vozidlech nerealizovatelné. Zapojení, která využívají pro snímání rychlosti oscilačniho tranzistorového obvodu, kde podle vazby mezi cívkami oscilačniho obvodu, vznikají nebo zanikají vysokofrekvenční kmity, nezajišťují spolehlivou funkci při velkém rozsahu pracovních teplot a při velkém kolísání napájecího napětí. Jiná zapojení indukčních snímačů otáček se chovají jako zdroje signálu s velkým vnitřním odporem, vyžadují v mnoha případech připojení na další tvarovací obvody signálu, což omezuje jejich použití v prostředí silných rušivých polí. Další zapojení využívají změny indukčnosti při průchodu železového jádra v magnetickém poli cívky, přičemž se vyhodnocuje změna její impedance. Tato zapojení jsou vzhledem k malým vyhodnocovaným změnám pro měření složitá.

198 769

198 769

Podle vynálezu zapojení indukčního snímače otáček β otáčitelnou kovovou zubovou clonou ve vzduchová mezeře vysokofrekvenčního snímacího obvodu spočívá v tom, že vzduchová mezera je vymezena na jedná straně čelem prvního tyčového magnetického jádra a na druhé straně čelem druhého tyčového magnetického jádra, kde tyčová magnetická jádra jsou umístěna ve společné podélná ose, přičerná, π» prvním tyčovém magnetickém jádru je umístěna první cívka jedním koncem spojená s nulovým potenciálem a druhým koncem přes první kondensátor připojena na bázi prvního tranzistoru, přes druhý odpor na kolektor druhého tranzistoru, který je přes první odpor a první napěťový stabilizační obvod připojen na plus pól napájecího zdroje a že emitor druhého tranzistoru je přes třetí odpor spojen s nulovým potenciálem, na který je přes paralelní spojení čtvrtého odporu a třetího kondenzátům připojena báze druhého tranzistoru, které je současně přes vysokofrekvenční ladítelnou tlumivku připojena na emitor prvního tranzistoru a že na druhém tyčovém magnetickém jádru jsou umístěny cívky, přičemž paralelní spojení druhé cívky a druhého kondensátoru je jedním koncem připojeno na kolektor prvního tranzistoru a druhým koncem přes druhý napěťový stabilizační obvod na plus pól napájecího zdroje a současně na kolektor třetího tranzistoru, jehož báze je přes třetí cívku připojena na nulový potenciál, na který je přes paralelní spojení pátého odporu a čtvrtého kondensátoru připojen emitor třetího tranzistoru, který je současně přee Šestý odpor připojen na bázi čtvrtého tranzistoru, jehož emitor je propojen s emitorem pátého tranzistoru a přes devátý odpor připojen na nulový potenciál a že kolektor čtvrtého tranzistoru je spojen jednak s bází pátého tranzistoru jednak přes sedmý odpor na druhý napěťový stabilizační obvod a na plus pól napájecího zdroje, na který je přes osmý odpor a druhý napěťový stabilizační obvod připojen kolektor pátého tranzistoru, jenž je přes desátý odpor připojen na výstup, na který je připojen přes jedenáctý odpor, diodu a Zenerovu diodu báze čtvrtého tranzistoru, přičemž minus pól je připojen na nulový potenciál.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní výše uvedené nevýhody a má řadu předností proti dřívějším systémům. Výhodou je velká jednoduchost a jeho použití podmiňuje velmi dobré provozní parametry indukčního snímače otáček. Další výhodou je možnost použití velké vzduchové mezery magnetického obvodu snímače, což dovoluje použití robustní otáčející se kovové clony při nenáročném ustavení zubů clony ve vzduchové mezeře. Další výhodou tohoto zapojení je jeho využití pro velký rozsah provozních teplot, jak minusových, tak plusových. Zapojení podle vynálezu dále chrání indukční snímače otáček proti poškození při eventuálním chybném připojení k napájecímu zdroji.

Zapojení podle vynálezu je zřejmé z připojeného výkresu.

Tranzistor Tj je akční prvek vysokofrekvenčního oscilátoru. v bázi tranzistoru Tj je oddělovací kondensátor. Na tyčovém magnetickém jádru s vyznačeným čelem 11 je navinuta zpětnovazební indukčnost Lj a na tyčovém magnetickém jádru Jg s vyznačeným člem 12, je navinuta indukčnost oscilačního obvodu Lg a cívka L^ je vazební. Cg je kondensátor vysokofrekvenčního oscilačního obvodu. R·^ je kolektorový odpor tranzistoru Tg a Rg je odpor v bázi tranzistoru T-p Tg je tranzistor obvodu automatického předpětf pro

198 769 tranzistor Tj a je jeho emitorový odpor. je laditelná tlumivka, R^ je emitorový odpor tranzistoru a Cje blokovací kondenzátor. Tranzistor je akční prvek emitorového sledovače, R^ je jeho emitorový odpor a je kondenzátor filtrační. Rg je oddělovací odpor. Tranzistory T^ a T^ jsou akční prvky tvarovacího obvodu a Rg je jejich společný emitorový odpor. R^ a Rg jsou kolektorové odpory tranzistorů T^, T_?. R_1Q je ochranný odpor. Diody D_g a odpor Rp jsou prvky elektronické ochrany. S_x a Sg jsou napěťové ztabilizační obvody.

Zapojení podle vynálezu je provedeno tak, že oscilátor-tvořený prvním tranzistorem Tp indukčností Lg na jádře J₂ z magnetického materiálu s vyjádřeným čelem 12, kondenzátorem C₂ a zpětnovazební indukčností 1^ na jádře z magnetického materiálu s vyjádřeným Čelem 11. kmitá na frekvenci řádově 1 MHz a při přerušení kladné induktivní vazby z indukčností Lg na indukčnost každým zubem otáčející se kovové clony vysokofrekvenční kmity zanikají. Kondenzátor odděluje stejnosměrné předpětí tranzistoru od vysokofrekvenčního obvodu. Předpětí tranzistoru T^ je automatické a udržuje v celém rozsahu provozních teplot konstantní výstupní amplitudu oscilátoru..Automatické předpětí tranzistoru T-£ je realizováno napětím z napájecího zdroje +U přes napěťový stabilizační obvod Sp odpor R^ a R₂, které je tranzistorem T₂ přestavováno tak, aby tranzistorem T₁ protékal v celém rozsahu pracovních teplot stálý proud. Vysokofrekvenční laditelná tlumivka zavádí zápornou zpětnou vazbu oscilátoru a umožňuje nastavení potřebné amplitudy kmitů oscilátoru. Odpor R^ je určen pro statické nastavení tranzistoru T₂ a odpor R^ s kondenzátorem pro statické nastavení tranzistoru T^. Výstupní napětí oscilátoru je přes induktivní vazbu na cívku přivedeno na tranzistor Tp který je zapojen jako emitorový sledovač a zastává funkci demodulétoru. Na jeho emitor je zapojen pracovní odpor R^ a kondenzátor je určen pro filtraci složky vysokofrekvenčního signálu. Detekovaný signál, jehož frekvence je rovna frekvenci průchodu zubů otáčející se kovové clony, je přes odpor Rg přiveden na tvarovací obvod tvořený tranzistory a odpory Ry, Rg, Rg. Odpor Rje ochranný odpor, který v součinnosti se Zenerovou diodoujDp diodou Dg a odporem Rp tvoří elektronickou ochranu, která blokuje funkci celého zapojení indukčního snímače otáček při eventuálním chybném připojení k napájecímu zdroji.

Výše popsané zapojení indukčního snímače otáček lze použít k realizaci rychloměrů hlavně u elektrických lokomotiv, motorových vozů, jako čidel pro regulátory rychlosti, jako čidel u skluzových ochran kolejových vozidel a dále všude tam, kde je vyžadováno měření počtu průchodu zubů rotujících clon, zvláště za těžkých provozních podmínek.

Claims (1)

1. Zapojení indukčního snímače otáček s otáčitelnou kovovou zubovou clonou ve vzduchové mezeře vysokofrekvenčního snímacího obvodu, vyznačené tím, še vzduchová mezera je vymezena na jedné straně čelem (11) prvního tyčového magnetického jádra (Jl) a na druhé straně čelem (12) druhého tyčového magnetického jádra (J2), kde tyčová magnetická jádra (J1,J2) jsou umístěna ve společné podélné ose, přičemž na prvním tyčovém magnetickém jádru (Jl) je umístěna první cívka (LI) jedním koncem spojená s nulovým potenciálem a druhým koncem přes první kondenzátor (Cl) připojena na bázi prvního tranzistoru (TI), přes druhý odpor (2) na kolektor druhého tranzistoru (T2), jenž je přes první odpor (Rl)a první napěťový stabilizační obvod (Sl) připojen na plus pól napájecího zdroje (+U) a že emitor druhého tranzistoru (T2) je přes třetí odpor (R3) spojen s nulovým potenciálem, na který je přes paralelní spojení čtvrtého odporu (R4) a třetího kondenzátoru (C3) připojena báze druhého tranzistoru (T2), které je současně přes vysokofrekvenční léčitelnou tlumivku (L4) připojena na emitor prvního tranzistoru (TI) a že na druhém tyčovém magnetickém jádru (J2) jsou umístěny cívky (L2,L3), přičemž paralelní spojení druhé cívky (L2) a druhého kondenzátoru (C2) je jedním koncem připojeno na kolektor prvního tranzistoru (TI) a druhým koncem přes druhý napěťový stabilizační obvod (Sl) na plus pól napájecího zdroje (+U) a současně na kolektor třetího tranzistoru (T3), jehož báze je přes třetí cívku (L3) připojena na nulový potenciál, na který je přes paralelní spojení pátého odporu (R5) a čtvrtého kondenzátoru (C4) připojen emitor třetího tranzistoru (T3), jenž je současně přes šestý odpor (R6) připojen na bázi čtvrtého tranzistoru (Ϊ4), jehož emitor je propojen s emitorem pátého tranzistoru (T5) a přes devé.tý odpor (R9) připojen na nulový potenciál a že kolektor čtvrtého tranzistoru (T4) je spojen jednak a bází pátého tranzistoru (T5), jednak přes sedmý odpor (R7) na druhý napěťový stabilizační obvod (S2) a na plus pól napájecího zdroje (+U), na který je přea osmý odpor (R8) a druhý napěťový stabilizační obvod (S2)připojen kolektor pátého tranzistoru (T5), jenž je přes desátý odpor (R1O) připojen na výstup (V), na který je připojena přes jedenáctý odpor (Rll), diodu (D2) a Zenerovu diodu (Dl) báze čtvrtého tranzistoru (T4), přičemž minus pól (-U) je připojen na nulový potenciál.