DE4135381A1 - Level sensor with set of Hall sensors - activates sensors contained in non-magnetic tube using float with mounted magnet - Google Patents
Level sensor with set of Hall sensors - activates sensors contained in non-magnetic tube using float with mounted magnetInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Füllstandsmeßwertgeber mit einer Hall-Sensorkette in einem Schutzrohr aus magnetisch neutralem Material, die durch einen Magneten betätigt wird, der sich in einem entlang des Schutzrohres frei beweglichen Schwimmer befindet.The invention relates to a fill level sensor a Hall sensor chain in a protective tube made of magnetic neutral material that is actuated by a magnet which moves freely along the protective tube Float located.
In den bisher bekannten Verfahren (DE-PS 35 10 198) werden die Meßketten aus kontaktbehafteten Reed-Schaltern gebildet, die mit Widerständen gepaart werden. Dadurch ist es möglich, ein dem Füllstand proportionales Widerstandssignal zu erzeugen. Eine andere bekannte Anordnung (DE-PS 40 11 858) bildet eine Meßkette, ebenfalls aus Reed-Schaltern, die jeweils 8 Reed- Schaltern ein Schieberegister zuordnet.In the previously known processes (DE-PS 35 10 198) Electrodes formed from reed switches with contacts be paired with resistors. This makes it possible to generate a resistance signal proportional to the level. Another known arrangement (DE-PS 40 11 858) forms one Electrode, also made of reed switches, each with 8 reed Assigns a shift register to switches.
Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß zur Er fassung der Schwimmerposition kontaktbehaftete Reed-Schalter verwendet werden. Diese Reed-Schalter sind dem Verschleiß unterworfen, sind empfindlich gegen mechanische Schwingungen besonders im Resonanzbereich der Kontaktzungen, haben aufgrund ihres Glasrohraufbaus die Neigung zum Glasbruch und erlauben in der Reed-Schalter-Meßkette nur einen Minimal abstand von 5 mm. Daher ist die Genauigkeit der Reed-Schalter-Meßkette eingeschränkt.The known methods have the disadvantage that for Er version of the float position reed switches with contacts be used. These reed switches are subject to wear subjected to mechanical vibrations especially in the resonance area of the contact blades due to their glass tube structure, the tendency to break glass and allow only a minimum in the reed switch electrode distance of 5 mm. Hence the accuracy of the reed switch electrode.
Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der Reed-Schalter- Meßketten auszuschalten und vor allem die Meßgenauigkeit zu erhöhen.The purpose of the invention is to overcome the disadvantages of the reed switch Switch off electrodes and especially the measuring accuracy increase.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird dadurch gelöst, daß zur Erfassung der Schwimmerposition Hall- Sensoren bestehend aus Hallschalter und integriertem Ansteuerbaustein in einem definierten Abstand auf einem Trägermaterial angeordnet und zu einer Meßkette zusammen geschaltet werden. Mit einer periodisch arbeitenden Zähl schaltung wird ermittelt, welcher Hallschalter durch den Magneten des Schwimmers betätigt wird. Durch die den Hall schaltern zugeordneten Ansteuerbausteine wird gewährleistet, daß die Hallschalter nacheinander einzeln abgefragt werden. Der Vorteil der Erfindung ist es, daß die Hall-Sensoren in einem Abstand von 1mm und ggf. kleiner angeordnet werden können, wodurch sich eine hohe Meßgenauigkeit der Anordnung ergibt. Somit ist der Einsatz auch für den "eichpflichtigen Verkehr" möglich. Außerdem werden auch alle anderen Nach teile der Reed-Schalter-Meßketten beseitigt. Durch die absolute digitale Meßwerterfassung ist kein Abgleich erforderlich. Die Schaltung der Hall-Sensorkette gewähr leistet, daß immer nur ein Hallschalter der Meßkette eingeschaltet wird. Der benötigte Betriebsstrom ist dadurch sehr gering.This solves the problem on which the invention is based solved that to detect the float position Hall Sensors consisting of Hall switch and integrated Control module at a defined distance on one Carrier material arranged and together to form an electrode be switched. With a periodic counter circuit is determined which Hall switch by the Magnet of the float is actuated. Through the hall control modules assigned to switches is guaranteed that the Hall switches are queried one after the other. The advantage of the invention is that the Hall sensors in a distance of 1mm and possibly smaller can, resulting in a high measuring accuracy of the arrangement results. Thus, the use is also for the "calibrator Traffic "is also possible. In addition, all other traffic will also be reduced parts of the reed switch electrodes removed. Through the absolute digital data acquisition is not a comparison required. Ensure the switching of the Hall sensor chain ensures that only one Hall switch of the electrode is ever used is switched on. The required operating current is thereby very low.
An einem Ausführungsbeispiel mit den dazugehörigen Zeich nungen Fig. 1-Fig. 3 soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigtIn an embodiment with the associated undersigned Fig. 1- Fig. 3, the invention will be explained in more detail. It shows
Fig. 1 den Aufbau eines Füllstandsmeßwertgebers mit Hall- Sensorkette, Fig. 1 shows the structure of a Hall sensor with Füllstandsmeßwertgebers chain,
Fig. 2 die innere Schaltung des patentgemäßen Hall-Sensors, Fig. 2 shows the internal circuit of the patent according to the Hall sensor,
Fig. 3 die Anordnung der Hall-Sensoren in einer Sensorkette. Fig. 3 shows the arrangement of the Hall sensors in a sensor chain.
In der Fig. 1 ist der Füllstandsmeßwertgeber dargestellt, der im wesentlichen aus dem Anschlußkasten 1 , dem Schwimmer 2 mit dem Magneten 3 , der Hall-Sensorkette 5 und dem magnetisch neutralen Schutzrohr 6 besteht. Ein Hall-Sensor 4 ist durch den Magneten 3 betätigt.In Fig. 1 the level sensor is shown, which consists essentially of the junction box 1 , the float 2 with the magnet 3 , the Hall sensor chain 5 and the magnetically neutral protective tube 6 . A Hall sensor 4 is actuated by the magnet 3 .
Fig. 2 zeigt einen einzelnen Hall-Sensor 4 bestehend aus dem Hall-Schalter 7, der Ansteuereinheit 8 und dem Schalttransistor 9. Fig. 2 shows a single Hall sensor 4 composed of the Hall switch 7, the control unit 8 and the switching transistor 9.
Anhand der Fig. 3 soll das Funktionsprinzip der Hall-Sensor kette 5 bestehend aus n Hallsensoren 4.1, 4.2 bis 4.n erläutert werden.The operating principle of the Hall sensor is to chain 5 will be explained consisting of n Hall sensors 4.1, 4.2 to 4 .n reference to FIG. 3.
Zu Beginn der Abfrage werden die Ansteuereinheiten 8 der Hall-Sensoren 4 mittels H-Pegel auf der Reset-Leitung zurückgesetzt. Da der Dateneingang D des ersten Hall-Sensors 4.1 mit der Reset-Leitung verbunden ist, wird durch einen Impuls der Takt-Leitung die logische "1" der Reset-Leitung auf den Ausgang QD der ersten Ansteuereinheit 8 übernommen, während die folgenden Ansteuereinheiten noch durch das Reset-Signal gesperrt sind. Durch den L-Pegel am invertierenden Ausgang der ersten Ansteuereinheit 8 wird über den Schalttransistor 9 die Stromversorgung für den Hall-Schalter 7 im Hall-Sensor 4.1 eingeschaltet. Nach dem Wechsel des Pegels der Reset-Leitung zu logisch "0" entsprechend L-Pegel sind die Ansteuereinheiten nicht mehr gesperrt. Mit dem nächsten Impuls auf der Takt-Leitung wird die am Ausgang QD des ersten Hall-Sensors 4.1 noch vorhandene logische "1" zum Ausgang QD der Ansteuereinheit 8 im Hallsensor 4.2 durchgeschaltet und der L-Pegel am invertierenden Ausgang schaltet die Stromversorgung des Hallschalters 7 im Hall-Sensor 4.2 ein. Durch den gleichen Taktimpuls wird die logische "0" der Reset-Leitung mit der systembedingten Verzögerungszeit der Ansteuereinheit 8 zum Ausgang QD des ersten Hall-Sensors 4.1 durchgeschaltet und der Schalttransistor 9 schaltet die Stromversorgung des Hall-Schalters 7 im Hall-Sensor 4.1 ab.At the start of the query, the control units 8 of the Hall sensors 4 are reset by means of the H level on the reset line. Since the data input D of the first Hall sensor 4.1 is connected to the reset line, the logic "1" of the reset line is transferred to the output Q D of the first control unit 8 by a pulse of the clock line, while the following control units are still blocked by the reset signal. Due to the L level at the inverting output of the first control unit 8 , the power supply for the Hall switch 7 in the Hall sensor 4.1 is switched on via the switching transistor 9 . After the level of the reset line has changed to logic "0" corresponding to the L level, the control units are no longer blocked. With the next pulse on the clock line, the logical "1" that is still present at the output Q D of the first Hall sensor 4.1 is switched through to the output Q D of the control unit 8 in the Hall sensor 4.2 and the L level at the inverting output switches the power supply of the Hall switch 7 in the Hall sensor 4.2 . The logical "0" of the reset line with the system-related delay time of the control unit 8 is switched through to the output Q D of the first Hall sensor 4.1 by the same clock pulse and the switching transistor 9 switches off the power supply of the Hall switch 7 in the Hall sensor 4.1 .
Bei jedem Taktimpuls wird so der nächste Hall-Schalter 7 aktiviert und der vorher aktive abgeschaltet.With each clock pulse, the next Hall switch 7 is activated and the previously active one is switched off.
Wirkt ein äußeres Magnetfeld auf einen Hall-Schalter 7, so zieht ein Ausgangstransistor des Hall-Schalters 7 die gemeinsame QS-Leitung nach "1" wenn durch die Ansteuer einheit 8 die Stromversorgung des Hall-Schalters 7 einge schaltet wird. Die Positionsbestimmung des Magneten 3 erfolgt durch Zählung der Taktimpulse, bis an der QS-Leitung L-Pegel erscheint. Die Länge der Sensorkette 5 wird durch Zählung der Taktimpulse bestimmt, bis die logische "1" am Ausgang QD des letzten Hall-Sensors 4.n erscheint.An external magnetic field acts on a Hall switch 7, an output transistor of the Hall switch 7 pulls the common Q S -Leitung to "1" when the driving unit 8 through the power supply of the Hall switch 7 is turned on. The position of the magnet 3 is determined by counting the clock pulses until an L level appears on the Q S line . The length of the sensor chain 5 is determined by counting the clock pulses until the logical "1" appears at the output Q D of the last Hall sensor 4. n.
Bei Anordnung der Hall-Sensoren 4 in gleichmäßigen Abständen kann die Sensorenkette 5 als Meßkette zur digitalen Längen messung verwendet werden.If the Hall sensors 4 are arranged at regular intervals, the sensor chain 5 can be used as an electrode for digital length measurement.
BezugszeichenReference numerals
1 Anschlußkasten
2 Schwimmer
3 Magnet
4 Hall-Sensor
5 Hall-Sensorkette
6 Schutzrohr
7 Hall-Schalter
8 Ansteuereinheit
9 Schalttransistor
+VS Leitung Versorgungsspannung +5 V bis +15 V
GND Leitung Massepotential 0 V
C Leitung Takt
R Leitung Rücksetzen
QS Leitung gemeinsamer Schaltausgang
D Leitung Dateneingang Ansteuereinheit
QD Leitung Datenausgang Ansteuereinheit
FF Flip-Flop-Funktion der Ansteuereinheit 1 junction box
2 swimmers
3 magnet
4 Hall sensor
5 Hall sensor chain
6 protective tube
7 Hall switches
8 control unit
9 switching transistor
+ V S line supply voltage +5 V to +15 V
GND line ground potential 0 V
C line clock
R Reset line
Q S line common switching output
D Line data input control unit
Q D Data output line control unit
FF flip-flop function of the control unit
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4135381A1 true DE4135381A1 (en) | 1993-04-29 |
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ID=6443497
Family Applications (1)
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DE19914135381 Withdrawn DE4135381A1 (en) | 1991-10-26 | 1991-10-26 | Level sensor with set of Hall sensors - activates sensors contained in non-magnetic tube using float with mounted magnet |
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DE (1) | DE4135381A1 (en) |
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- 1991-10-26 DE DE19914135381 patent/DE4135381A1/en not_active Withdrawn
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