DE69630553T2

DE69630553T2 - Prüfung des Widerstandes einer Metalldetektorspule

Info

Publication number: DE69630553T2
Application number: DE69630553T
Authority: DE
Inventors: Richard P. Strosser
Original assignee: CNH Belgium NV
Current assignee: CNH Industrial Belgium NV
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: DE69630553D1; US5627475A; EP0735376A2; EP0735376B1; EP0735376A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen des Widerstandes einer Wicklung in einem Metalldetektor einer landwirtschaftlichen Erntemaschine, und insbesondere auf ein Prüfverfahren und eine Prüfvorrichtung, das bzw. die die Einleitung eines Testsignals in die Spule und die Bestimmung der Größe des Ausgangssignals beinhalten, das von der mit der Wicklung verbundenen Metalldetektor-Detektionsschaltung erzeugt wird.
Landwirtschaftliche Maschinen, wie z. B. Feldhäcksler, werden allgemein mit Metalldetektoren zur Feststellung des Vorhandenseins von Metallgegenständen in dem Erntematerial vorgesehen, das von einem Feld aufgenommen wird. Bei Feststellung eines Metallgegenstandes erzeugt der Metalldetektor ein Ausgangssignal, um den Erntematerial-Zuführungsmechanismus zu stoppen, bevor der Metallgegenstand die Messer der Schneid- oder Zerkleinerungsvorrichtung erreichen und Schäden hervorrufen kann.
Der Metalldetektor befindet sich häufig in einem Gehäuse, das sich seinerseits innerhalb einer drehbaren unteren vorderen Zuführungswalze befindet. Erntematerial wird von einem Feld durch einen Aufnahmemechanismus aufgenommen und zwischen untere und obere Zuführungswalzen zu einem Zerkleinerungsmechanismus zugeführt, der eine rotierende Trommel mit am Umfang angeordneten Messerklingen aufweist, die mit einer stationären Gegenschneide zusammenwirken, um das Erntematerial zu zerkleinern. Es ist verständlich, dass Metallgegenstände, die zwischen die Messerklingen und die Gegenschneide eingespeist werden können, in schwerwiegender Weise den Zerkleinerungsmechanismus beschädigen können. Der Metalldetektor verhindert derartige Schäden durch die Feststellung von Metallgegenständen und durch Erzeugen eines Ausgangssignals bei Feststellung eines derartigen Gegenstandes, wobei das Ausgangssignal einem Stoppmechanismus zum Stoppen der Zuführungswalzen zugeführt wird.
Weil sich die Metalldetektor-Wicklungen in einem Gehäuse und außerdem innerhalb der Zuführungswalze befinden, ist der Zugang an diese Wicklungen schwierig. Weiterhin sind die Wicklungen üblicherweise von einer Vergussmasse umgeben, und die elektronischen Detektionsschaltungen, mit denen die Ausgänge der Wicklungen verbunden sind, sind ebenfalls in einem Gehäuse eingeschlossen, wie dies in der US-A-4 433 528 beschrieben ist, so dass der Zugang an Wicklungs-Testpunkte noch schwieriger gemacht wird.
Andererseits sollte der Widerstand der Wicklungen geprüft werden, weil Änderungen des Widerstandes einer Wicklung das Ausgangssignal von der Wicklung und damit die Empfindlichkeit des Metalldetektors gegenüber Metallgegenständen beeinflussen, die in der Nähe der Wicklung vorbeilaufen.
Die US-A-4 639 666 ist auf eine Vorrichtung zum Prüfen eines Metalldetektors gerichtet. Diese Vorrichtung ist nicht in die Metalldetektor-Schaltungen eingefügt und umfasst eine zusätzliche Prüfwicklung zur Zuführung eines Testsignals an eine der Detektionswicklungen des Metalldetektors. Weiterhin ist diese Prüfvorrichtung hauptsächlich zur Lieferung von Informationen über die Empfindlichkeit des Detektors bestimmt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen des elektrischen Widerstandes der Detektionswicklungen eines Metalldetektors zu schaffen, bei dem bzw. bei der die Verwendung zusätzlicher Wicklungen nicht mehr erforderlich ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Prüfen einer elektrischen Eigenschaft einer Detektionswicklung in einem magnetischen Metalldetektor in einer landwirtschaftlichen Maschine geschaffen, bei dem die Detektionswicklung erste und zweite Enden aufweist, die mit ersten und zweiten Eingängen einer Detektorschaltung verbunden sind, die ein Ausgangssignal mit einer Amplitude erzeugt, das von einer Differenz des Potentials an den ersten und zweiten Eingängen abhängt, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
Erzeugen einer Potential-Differenz, die von den Charakteristiken der Wicklung abhängt, längs der Wicklung und längs der ersten und zweiten Eingänge;
während der Erzeugung der Potential-Differenz, Vergleichen der Amplitude des von der Detektorschaltung erzeugten Ausgangssignals mit einem ersten Bezugssignalwert, der eine Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal haben kann, wenn die Charakteristik der Detektionswicklung innerhalb eines normalen Bereiches liegt; und
Erzeugen einer Anzeige, dass die Charakteristik der Detektionswicklung außerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn die Amplitude des Ausgangssignals den ersten Bezugssignalwert übersteigt.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die geprüfte elektrische Charakteristik der Widerstand der Wicklung ist, und dass die Potential-Differenz durch Anlegen eines Testsignals an eines der Enden der Wicklung erzeugt wird.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Prüfen einer elektrischen Eigenschaft einer Detektionswicklung in einem magnetischen Metalldetektor in einer landwirtschaftlichen Maschine geschaffen, bei dem die Detektionswicklung erste und zweite Enden aufweist, die mit ersten und zweiten Eingängen einer Detektorschaltung gekoppelt sind, die ein Ausgangssignal mit einer Amplitude erzeugt, die von einer Differenz des Potentials an den ersten und zweiten Eingängen abhängt,
wobei die Vorrichtung folgendes umfasst:
Einrichtungen zur Erzeugung einer Potential-Differenz, die von der Charakteristik der Wicklung abhängt, längs der Wicklung und den ersten und zweiten Eingängen;
Einrichtungen, die während der Erzeugung der Potential-Differenz betrieben werden, um die Größe des von der Detektorschaltung erzeugten Ausgangssignals mit einem ersten Bezugssignalwert zu vergleichen, der eine Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal haben kann, wenn die Charakteristik der Detektionswicklung innerhalb eines normalen Bereiches liegt; und
Einrichtungen zur Erzeugung einer Anzeige, dass die Charakteristik der Detektionswicklung außerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn die Amplitude des Ausgangssignals den ersten Bezugssignalwert übersteigt.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass:
die geprüfte elektrische Charakteristik der Widerstand der Wicklung ist; und
die Einrichtungen zur Erzeugung der Potential-Differenz ein Prüfsignal an eines der Enden der Wicklung anliegen.
In vorteilhafter Weise ist das Prüfsignal ein sich änderndes Sinusschwingungssignal, das eine sich ändernde Potential-Differenz erzeugt, die von der Detektionsschaltung auf Ausgangswerte umgewandelt wird, die von dem Computer des Metalldetektionssystems überwacht werden.
Das Ausgangssignal der Detektorschaltung kann mit oberen und unteren Bezugssignalwerten verglichen werden, um eine Prüfung auf unterbrochene oder kurzgeschlossene Detektorwicklungen durchzuführen.
Die 1A und 1B umfassen bei ihrer Anordnung gemäß 1C ein Schaltbild eines Metalldetektors, mit dem eine Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
2 zeigt schematisch die Erntematerial-Zuführungs- und Zerkleinerungsteile eines bekannten Feldhäckslers, der einen Metalldetektor aufweist, der sich in einer Zuführungswalze befindet.
3 ist ein Äquivalenzschaltbild, das zur Erläuterung der Betriebsweise des Metalldetektors auf ein injiziertes Prüfsignal verwendet wird.
Wie dies in 2 gezeigt ist, befindet sich der Metalldetektor in einem Gehäuse 70, das sich seinerseits in einer drehbaren unteren vorderen Zuführungswalze 72 befindet. Erntematerial wird von einem (nicht gezeigten) Aufnahmemechanismus von einem Feld aufgenommen und zwischen untere und obere vordere Zuführungswalzen 72, 71 und untere und obere hintere Zuführungswalzen 76, 74 eingespeist und einem Zerkleinerungsmechanismus zugeführt, der eine rotierende Trommel 78 mit am Umfang angeordneten Messerklingen 75 umfasst, die mit einer stationären Gegenschneide 77 zusammenwirken, um das Erntematerial zu zerkleinern. Es ist zu erkennen, dass zwischen die Messer 75 und die Gegenschneide 76 eingespeiste metallische Objekte in schwerwiegender Weise den Zerkleinerungsmechanismus beschädigen können. Der Metalldetektor verhindert derartige Schäden durch die Feststellung von Metallgegenständen und, bei Feststellung eines derartigen Gegenstandes, durch Erzeugen eines Ausgangssignals, das einem Stoppmechanismus 98 zugeführt wird, um die Zuführungswalzen zu stoppen.
Wie dies in 1A gezeigt ist, umfasst der Metalldetektor erste und zweite Detektorwicklungen 10, 12, die mit ersten bzw. zweiten Kanälen oder Detektorschaltungen 14, 16 verbunden sind. Es ist verständlich, dass die Wicklungen 10, 12 in magnetischen Detektionsfeldern angeordnet sind, die durch geeignete (nicht gezeigte) Einrichtungen erzeugt werden, so dass durch die magnetischen Detektionsfelder hindurchlaufende metallische Gegenstände den Fluss der Felder stören, wodurch eine EMK (elektromagnetische Kraft) in den Wicklungen erzeugt wird. Die Anordnung der Wicklungen 10, 12 und der Einrichtungen zur Erzeugung der Magnetfelder können beispielsweise so sein, wie dies in der US-A-4 433 528 gezeigt ist.
Die Detektionsschaltungen 14, 16 sind identisch, so dass lediglich die Einzelheiten der Detektionsschaltung 16 in 1A gezeigt sind. Jede Detektionsschaltung schließt einen Hochfrequenz-Störfilterabschnitt 18, ein symmetrisches Widerstandsnetz 20, das erste und zweite Eingänge 21, 23 eines Differenzverstärkers 22 speist, und ein Tiefpass-Tonfrequenzfilter 24 ein.
Die Enden der Wicklung 12 sind mit den Eingängen des Hochfrequenz-Störfilterabschnittes 18 verbunden, der dazu dient, irgendwelche Hochfrequenz-Störungen auszufiltern, die von der Wicklung 12 aufgefangen werden. Die Ausgangsleitungen 26, 28 des Filterabschnittes 18 sind mit dem symmetrischen Widerstandsnetzwerk 20 verbunden, das vier Widerstände R₁, R₂, R₃ und R4 umfasst. Die Widerstände R₁, R₂ haben gleiche Widerstandswerte (ungefähr 1 KOhm). Eine Vorspannung V2 (+2,5 V) ist mit einem Verbindungspunkt 30 zwischen ersten Enden von R₁ und R₂ verbunden. Die zweiten Enden von R₁, R₂ sind mit Leitungen 26, 28 an Verbindungspunkten 32 bzw. 34 verbunden. Die Widerstände R₃ und R₄ weisen gleiche Widerstandswerte (ungefähr 250 KOhm) auf. Ein Ende des Widerstandes R₃ ist mit dem ersten Eingang 21 des Differenzverstärkers 22 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Verbindungspunkt 32 verbunden. Ein Ende des Widerstandes R₄ ist mit dem zweiten Eingang 23 des Differenzverstärkers 22 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Verbindungspunkt 34 verbunden.
Vorzugsweise befindet sich die Detektionswicklung 12 in einem statischen magnetischen Detektionsfeld, so dass bei Fehlen einer Bewegung eines Metallgegenstandes durch das Detektionsfeld keine Potentialdifferenz zwischen den Enden der Wicklung 12 auftritt und V2 die Spannungen an den Eingängen des Differenzverstärkers 22 und somit das Ausgangssignal im eingeschwungenen Zustand des Verstärkers bestimmt. Sich bewegende Teile der landwirtschaftlichen Maschine verzerren das Detektionsfeld, und das Feld wird weiterhin jedesmal dann verzerrt, wenn ein metallischer Fremdkörper durch das Feld hindurchläuft. Wenn das Detektionsfeld verzerrt wird, so wird eine EMK in der Wicklung 12 induziert. Weil die Enden der Wicklung mit zweiten Enden der Widerstände R₁ und R₂ verbunden sind, addiert sich die induzierte EMF zunächst zu V2 an einer der Verbindungspunkte 32, 34, und sie ist zu V2 an dem anderen Verbindungspunkt entgegengesetzt, wenn ein Metallgegenstand in das Detektionsfeld eintritt, worauf die Polarität umgekehrt wird, wenn der Metallgegenstand das Detektionsfeld verlässt. Dies führt dazu, dass ungleiche Spannungen den Eingängen des Differenzverstärkers zugeführt werden und dieser ein Ausgangssignal erzeugt, das sich um den Bezugswert für den eingeschwungenen Zustand entsprechend der Differenz des Potentials an den Eingängen 21, 23 ändert.
Da Ausgangssignal von dem Differenzverstärker 22 wird dem Filter 24 zugeführt. Das Filter 24 filtert das Hochfrequenz-"Rauschen" aus, das durch die zyklische Bewegung der Teile der landwirtschaftlichen Maschine in dem Detektionsfeld hervorgerufen wird. Das gefilterte Signal CH1 an dem Ausgang des Filters 24 wird über eine Leitung 36 einem Eingang eine Mehrkanal-Analog-/Digital-Wandlers (ADC) 40 (1B) zugeführt.
Die Aufgabe des ADC 40 besteht in der Umwandlung der Amplituden der Analogsignale CH0 und CH1 in Digitalwerte, die die Amplituden oder Größen der Signale darstellen. Der ADC wird durch einen üblichen Mikrocomputer 42 mit einer CPU und RAM-, ROM- und E²PROM-Speichern gesteuert. Eine serielle Verbindungsstrecke 41 verbindet den Mikrocomputer 42 und den ADC 40. Der Mikrocomputer führt ein Programm aus, währenddessen er Signale an den ADC sendet, um den ADC zu aktivieren, um einen der Eingangskanäle auszuwählen und um an den Mikroprozessor ein digitales Signal DATA zu übertragen, das die Amplitude des Ausgangssignals des ausgewählten Kanals zu der Zeit darstellt, zu der der ADC aktiviert wurde. Der ADC wird so gesteuert, dass er jedes der Signale CH0 und CH1 alle 2,5 ms abtastet und digitalisiert.
Ein positiver und ein negativer Schwellenwert oder Bezugswert ist in dem E²PROM-Speicher des Mikrocomputers für jeden der Metalldetektorkanäle gespeichert. Im Normalbetrieb des Metalldetektors, d. h. zu der Zeit, zu der der Metalldetektor zur Feststellung von metallischen Fremdkörpern betrieben wird, wird jeder Digitalwert, der von dem ADC übertragen wird, mit den positiven und negativen Schwellenwerten für diesen Kanal verglichen. Die Schwellenwerte definieren die oberen und unteren Grenzen, in die die Amplitude des Ausgangssignals von einem jeweiligen Kanal fällt, solange die mit diesem Kanal verbundene Wicklung kein Hindurchlaufen eines metallischen Fremdkörpers feststellt. Wenn ein Vergleich zeigt, dass ein von dem ADC 40 erzeugter Wert größer als der positive Schwellenwert oder kleiner (d. h. negativer) als der negative Schwellenwert ist, mit dem er verglichen wird, wodurch die Feststellung eines metallischen Fremdkörpers angezeigt wird, erzeugt der Mikroprozessor ein Ausgangssignal, das über eine serielle Datenverbindungsstrecke 43, die ein Steuerungsnetzwerk (CAN) sein kann, und einen weiteren Mikrocomputer dem Stoppmechanismus 98 zum Stoppen der Erntematerial-Zuführungswalzen zugeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Testen des Widerstandswertes der Detektorwicklungen 10, 12 einen Digital-/Analog-Wandler (DAC) 44, ein Dämpfungsglied 46, ein Signalspeicher-Register 48 und FET-Schalter 50 zusätzlich zu dem ADC 40 und dem Mikrocomputer 42.
Der DAC 44 ist mit dem Mikrocomputer 42 über die Datenverbindungsstrecke 41 verbunden. Während einer Prüfung des Detektionswicklungs-Widerstandes aktiviert der Mikrocomputer den DAC 44 alle 2,5 ms und überträgt einen digitalen Wert an ein Halteregister in dem DAC. Der DAC wandelt den Digitalwert in eine äquivalente Analogspannung um, die über eine Leitung 52 dem Dämpfungsglied 46 und einem Puffer 54 zugeführt wird. Der Puffer 54 wird für die Induktivitätsprüfung der Wicklungen 10 und 12 verwendet, wie dies in der US-Patentanmeldung 08/414 330 beschrieben ist. Die Induktivitätsprüfung erfordert ein größeres Testsignal als die Widerstandsprüfung, und weil der DAC zur Erzeugung des Testsignals für beide Prüfungen verwendet wird, dient das Dämpfungsglied 46 zur Verkleinerung der Amplitude des Testsignals während der Widerstandsprüfung.
Das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 46 ist mit Eingängen 1B und 4B von zwei FET-Schaltern 50 verbunden, und der Ausgang des Puffers 54 ist mit Eingängen 2B und 3B von zwei weiteren FET-Schaltern 50 verbunden. Lediglich einer der Schalter wird zu einer Zeit eingeschaltet, wobei der aktive Schalter dadurch bestimmt wird, welches der Addressier- oder Auswahlsignale SW1 bis SW4 aktiv ist.
Wenn das Signal SW1 aktiv ist, wird der Ausgang des Dämpfungsgliedes 46 über einen ersten Schalter an den Ausgang 1A weitergeleitet, und wenn SW2 aktiv ist, wird der Ausgang des Puffers 54 über einen zweiten Schalter mit dem Ausgang 2A verbunden. Die Ausgänge 1A und 2A sind miteinander verbunden und über einen Widerstand 56 mit dem Verbindungspunkt 32 verbunden.
Die Signale SW3 und SW4 aktivieren dritte bzw. vierte Schalter, so dass der Ausgang des Puffers 54 über den dritten Schalter an den Ausgang 3A oder der Ausgang des Dämpfungsgliedes 46 über den vierten Schalter an den Ausgang 4A weitergeleitet wird. Die Ausgänge 3A und 4A sind miteinander verbunden und sie sind weiterhin über einen Widerstand 58 mit einem Punkt in dem Detektorkanal 0 verbunden, der dem Verbindungspunkt 32 in dem Kanal 1 entspricht.
Die Auswahlsignale werden den Schaltern 50 von dem Register 48 zugeführt. Das Register 48 ist ein 8-Bit-Register mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang mit Signalspeichern. Das Register empfängt Daten von dem Mikrocomputer 42 über die serielle Datenverbindungsstrecke 41.
Wenn der Widerstand oder die Induktivität eine Detektionsspule 10, 12 geprüft werden soll, sendet der Mikroprozessor 42 ein Codewort an das Signalspeicherregister 48, um auszuwählen, welche Detektionswicklung 10, 12 das Testsignal empfangen soll und welche Prüfung durchgeführt werden soll. Die durchzuführende Prüfung und die Wicklung, der das Testsignal zugeführt wird, werden durch ein 1-Bit an einer der vier Bit-Positionen des Codewortes bestimmt, wie dies in der folgenden Tabelle angegeben ist:
TABELLE I
Es sei angenommen, dass der Widerstand der Wicklung 12 geprüft werden soll. Das Register 48 wird mit dem Codewort 1000 0000 geladen, so dass das Register das Signal SW1 erzeugt. Das Signal SW1 aktiviert einen der Schalter 50, um den Schaltereingang 1B mit dem Schalterausgang 1A zu verbinden, so dass die Ausgangsspannung des Dämpfungsgliedes 46 über den Widerstand 56 und über den Verbindungspunkt 32 der Wicklung 12 zugeführt wird. 3 zeigt die Äquivalenzschaltung für die Detektionswicklung 12 und das Widerstandsnetzwerk 20, wenn die Dämpfungsglied-Ausgangsspannung (von der angenommen ist, dass sie größer als die Vorspannung V2 ist) zugeführt wird und die Detektionswicklung nicht unterbrochen ist. Der Gesamtstrom I_T, der von dem Dämpfungsglied über den Schalter 50 und den Widerstand 56 fließt, wird an dem Verbindungspunkt 32 aufgeteilt, wobei ein erster Teil I₁, durch die Detektionswicklung 12 mit einem Widerstand von R_C und dem Widerstand R₂ zum Verbindungspunkt 30 fließt. Der zweite Teil I₂ des Gesamtstroms I_T fließt durch den Widerstand R₁ zum Verbindungspunkt 30.
Die Potentialdifferenz zwischen den Enden der Wicklung 12, d. h. zwischen den Verbindungspunkten 32 und 34, ist:
Diese Potential-Differenz wird den Eingängen des Differenzverstärkers 22 zugeführt; damit bestimmt der Widerstand der Detektionswicklung die Amplitude des Ausgangssignals von dem Verstärker.
Wenn die Wicklung 12 vollständig kurzgeschlossen sein würde, so dass sie keinen Widerstand hat, so ist R_C in 3 gleich Null, und es ergibt sich kein Potentialabfall zwischen den Verbindungspunkten 32 und 34. Daher erzeugt, wenn die Wicklung kurzgeschlossen ist, der Differenzverstärker kein Ausgangssignal.
Wenn die Wicklung 12 unterbrochen sein würde, so kann der Strom 1, nicht fließen, und der Verbindungspunkt. 34 nimmt das gleiche Potential wie der Verbindungspunkt 30 an, so dass die gesamte Potential-Differenz zwischen den Verbindungspunkten 32 und 30 längs der Eingänge des Verstärkers 22 angelegt ist und dieser ein maximales Ausgangssignal erzeugt.
Der Widerstand einer der Detektionsspulen 10, 12 wird unter der Steuerung einer Programmroutine geprüft, die von dem Mikrocomputer 42 ausgeführt wird. Die Routine kann einen Teil einer Diagnose-Routine bilden, die aufgerufen wird, wenn die Leistung eingeschaltet wird, oder wenn ein Fahrer die Routine durch Betätigung einer Steuerung auf einem (nicht gezeigten) Bedienfeld einleitet.
Der Mikrocomputer 42 lädt zunächst in das Register 48 ein Codewort, das die Detektionswicklung bezeichnet, deren Widerstand geprüft werden soll. Dies führt dazu, dass das Register 48 das Signal SW1 erzeugt, wenn der Widerstand der Wicklung 12 geprüft werden soll, oder das Signal SW4, wenn der Widerstand der Wicklung 10 geprüft werden soll. Dies aktiviert einen Schalter 50, so dass der Ausgang des Dämpfungsgliedes 46 mit einer der Wicklungen 10, 12 verbunden wird.
Der Mikrocomputer 42 speichert eine Tabelle von Sinusschwingungswerten in dem ROM-Speicher, und alle 2,5 ms aktiviert der Mikrocomputer den DAC 44 und überträgt einen dieser Werte in ein Halteregister in dem DAC. Der DAC wandelt die Sinusschwingungswerte in eine Ausgangsspannung um, die über das Dämpfungsglied 46 und den Schalter 50 an die festgelegte Detektionswicklung 10, 12 angelegt wird. Unter der Annahme, dass das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes an die Detektionswicklung 12 angelegt wird, erzeugt der Kanal 1 ein Ausgangssignal CH1 an der Leitung 36, das eine Amplitude aufweist, die von dem Widerstand der Wicklung 12 abhängt.
Der Mikrocomputer 42 schaltet dann den ADC 40 ein und überträgt alle 2,5 ms von dem ADC zum Mikrocomputer die digitalen Signale, die von dem ADC erzeugt werden und die die Amplitude des Signals an der Leitung 36 darstellen.
Ein Spitzenwertdetektor 66 und ein Vergleicher 68 werden durch eine Programmierung in dem Mikrocomputer 42 realisiert. Der Spitzenwertdetektor erfasst den positiven Spitzenwert der Werte, die von dem ADC 40 empfangen werden. Der ROM in dem Mikrocomputer enthält erste und zweite Schwellenwerte oder Bezugssignalwerte, die eine maximale Amplitude bzw. eine minimale Amplitude darstellen, die ein Ausgangssignal an der Leitung 36 oder 38 haben darf, wenn der Widerstandswert der Wicklung 10 oder der Wicklung 12 innerhalb eines annehmbaren Bereiches liegt.
Die Amplitude des in die Detektionsschaltungen injizierten Testsignals ist bekannt, und aus der Konstruktion und Konfiguration der Detektionsschaltungen und der Detektionswicklungen können die Amplituden der Ausgangssignale von den Detektionsschaltungen berechnet werden. Die Bezugssignalwerte sind oberhalb und unterhalb der berechneten Amplitude in Abhängigkeit davon versetzt, wie groß die Änderung des Spulenwiderstandes sein darf, die toleriert werden kann.
Der Mikrocomputer 42 vergleicht die positiven Spitzenwerte, die von dem Spitzenwertdetektor 66 erzeugt werden, mit jedem der Bezugssignalwerte. Wenn der Vergleich anzeigt, dass der von den ADC-Signalen abgeleitete Spitzenwert eine Amplitude aufweist, die größer als die maximale Bezugs-Amplitude oder kleiner als die minimale Bezugs-Amplitude ist, so liegt der Widerstandswert der geprüften Wicklung außerhalb des annehmbaren Bereichs. In diesem Fall sendet der Mikrocomputer über die serielle Datenverbindungsstrecke 43 und den Mikrocomputer 45? (42) einen Code an eine Anzeige 60, der anzeigt, dass eine Wicklung fehlerhaft ist.
Der Widerstandswert der Wicklung 10 wird in einer ähnlichen Weise geprüft, mit Ausnahme der Tatsache, dass das Register 48 mit dem Code 0001 0000 geladen wird und der Mikrocomputer den ADC 40 so steuert, dass das resultierende Detektorausgangssignal CH0 an der Leitung 38 abgetastet wird. Weil während einer Prüfung aufeinanderfolgende Sinusschwingungswerte an den ADC 44 übertragen werden, ist das in die geprüfte Wicklung injizierte Signal eine Sinusschwingung. Die Frequenz dieser Sinusschwingung ist ziemlich niedrig, so dass das am Ausgang des Differenzverstärkers erzeugte Signal das Tiefpassfilter 24 durchläuft.
Eine spezielle bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wurde ausführlich erläutert, um die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Es ist verständlich, dass verschiedene Modifikationen und Auswechslungen an der beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er beansprucht ist. Beispielsweise muss das Testsignal kein Sinusschwingungssignal sein, obwohl eine Sinusschwingung bevorzugt wird. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit dem speziellen hier beschriebenen Metalldetektor beschränkt, sondern kann mit vielen Arten von Metalldetektoren verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Prüfen einer elektrischen Charakteristik (R_c) einer Detektionswicklung (12) in einem magnetischen Metalldetektor in einer landwirtschaftlichen Maschine, bei dem die Detektionswicklung (12) erste und zweite Enden aufweist, die mit ersten und zweiten Eingängen einer Detektorschaltung (16) verbunden sind, die ein Ausgangssignal (CH1) erzeugt, das eine Amplitude aufweist, die von einer Differenz des Potentials an den ersten und zweiten Eingängen abhängt, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Erzeugen einer Potential-Differenz, die von der Charakteristik (R_C) der Wicklung abhängt längs der Wicklung (12) und längs der ersten und zweiten Eingänge; während der Erzeugung der Potential-Differenz, Vergleichen der Amplitude des Ausgangssignals (CH1), das von der Detektorschaltung (16) erzeugt wird, mit einem ersten Bezugssignalwert, der eine Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal (CH1) haben kann, wenn die Charakteristik (R_c) der Detektionswicklung (12) innerhalb eines normalen Bereiches liegt; und Erzeugen einer Anzeige, dass die Charakteristik (R_c) der Detektionswicklung (12) außerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn die Amplitude des Ausgangssignals (CH1) den ersten Bezugssignalwert übersteigt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: die geprüfte elektrische Charakteristik der Widerstand (R_c) der Wicklung (12) ist; und die Potential-Differenz durch Anlegen eines Testsignals an einer der Enden der Wicklung (12) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Bezugssignalwert eine maximale Amplitude darstellt, den das Ausgangssignal (CH1) haben kann, wenn sich der Widerstand (R_c) innerhalb eines normalen Bereiches befindet; und das Verfahren die weiteren folgenden Schritte umfasst: – während das Testsignal angelegt wird, Vergleichen der Amplitude des Ausgangssignals (CH1) mit einem zweiten Bezugssignalwert, der eine minimale Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal (CH1) haben darf, wenn der Widerstand (R_c) innerhalb eines normalen Bereiches liegt; und – Erzeugen einer Anzeige, dass der Widerstand (R_c) außerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn die Amplitude des Ausgangssignals (CH1) kleiner als der zweite Bezugssignalwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsignal ein sich änderndes Sinusschwingungssignal ist.
Verfahren nach Anspruch 3 unter Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der Amplitude des Ausgangssignals (CH1) mit den ersten und zweiten Bezugssignalwerten folgendes umfasst: Umwandeln des Ausgangssignals (CH1) in Digitalwerte (DATA), die die Amplitude des Ausgangssignals (CH1) darstellen, wenn sich das Sinusschwingungssignal ändert; und Vergleichen der digitalen Werte (DATA) mit digitalen Werten, die die ersten und zweiten Bezugssignalwerte darstellen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Metalldetektor folgendes umfasst: ein symmetrisches Widerstandsnetzwerk (20), das erste und zweite Widerstände (R₁, R₂) und eine Vorspannungsquelle (V2) einschließt, die mit einem ersten Ende der ersten und zweiten Widerstände (R₁, R₂) verbunden ist; und Differenzverstärkereinrichtungen (22), wobei ein zweites Ende des ersten Widerstandes (R₁) mit einem ersten Ende der Detektionswicklung (12) und einem ersten Eingang (21) der Differenzverstärkereinrichtung (22) verbunden ist, und ein zweites Ende des zweiten Widerstandes (R₂) mit einem zweiten Ende der Detektionswicklung (12) und einem zweiten Eingang (23) der Differenzverstärkereinrichtung (22) verbunden ist; wobei das Verfahren weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, dass: das Testsignal an einem Punkt (32) zwischen einem zweiten Ende eines der ersten und zweiten Widerstände (R₁, R₂) und einem Ende der Detektionswicklung(12) zugeführt wird.
Vorrichtung zum Prüfen einer elektrischen Eigenschaft (R_C) einer Detektionswicklung (12) in einem magnetischen Metalldetektor in einer landwirtschaftlichen Maschine, wobei die Detektionswicklung (12) erste und zweite Enden aufweist, die mit ersten und zweiten Eingängen einer Detektorschaltung (16) verbunden sind, die ein Ausgangssignal (CH1) erzeugt, das eine Größe aufweist, die von einer Differenz des Potentials an den ersten und zweiten Enden abhängt, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: Einrichtungen (42, 44, 46, 50) zur Erzeugung einer Potential-Differenz, die von der Charakteristik (R_C) der Wicklung abhängt, längs der Wicklung (12) und den ersten und zweiten Eingängen; Einrichtungen (40, 42), die während der Erzeugung der Potential-Differenz betrieben werden, um die Amplitude des von der Detektorschaltung (16) erzeugten Ausgangssignals (CH1) mit einem ersten Bezugssignalwert zu vergleichen, der eine Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal haben kann, wenn die Charakteristik (R_C) der Detektionswicklung innerhalb eines normalen Bereiches liegt; und Einrichtungen (42) zur Erzeugung einer Anzeige dafür, dass die Charakteristik der Detektionswicklung (12) außerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn die Amplitude des Ausgangssignals (CH1) den ersten Bezugssignalwert übersteigt; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: die geprüfte elektrische Charakteristik der Widerstand (R_C) der Wicklung (12) ist; und die Einrichtungen (42, 44, 46, 50) zur Erzeugung der Potential-Differenz ein Testsignal an eines der Enden der Wicklung (12) anlegen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsignal ein sich änderndes Sinusschwingungssignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Bezugssignalwert eine maximale Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal (CH1) haben kann, wenn der Widerstand (R_C) innerhalb eines normalen Bereiches liegt; wobei während der Zuführung des Testsignals die Einrichtungen (40, 42) zum Vergleichen der Amplitude des Ausgangssignals (CH1) die Amplitude mit einem zweiten Bezugssignalwert vergleichen, der eine minimale Amplitude darstellt, die das Ausgangssignal (CH1) haben kann, wenn der Widerstand (R_C) innerhalb eines normalen Bereiches liegt; und wobei die Einrichtungen (42) zur Erzeugung einer Anzeige eine Anzeige erzeugen, dass der Widerstand (R_C) außerhalb des normalen Bereiches liegt, wenn die Amplitude des Ausgangssignals (CH1) kleiner als der zweite Bezugssignalwert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (42, 44, 46, 50) zur Erzeugung der Potential-Differenz einen Mikrocomputer (42) zur Lieferung von digitalen Werten (DATA) an einen Digital-/Analog-Wandler (44) zur Erzeugung des Testsignals und Einrichtungen (50) zur Verbindung des Digital-/Analog-Wandlers (44) mit der Detektionswicklung (12) einschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Vergleichen (40, 42) folgendes einschließt: einen Analog-/Digital-Wandler (40), der auf das Ausgangssignal (CH1) von der Detektionsschaltung (16) anspricht, um digitale Werte (DATA) zu erzeugen, die die Amplitude des Ausgangssignals (CH1) darstellen; und einen Mikrocomputer (42), der Speichereinrichtungen (E²PROM) zum Speichern der ersten und zweiten Bezugssignalwerte und Einrichtungen (VERGLEICH) zum Vergleich der digitalen Werte mit den ersten und zweiten Bezugssignalwerten einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (42, 44, 46, 50) zur Erzeugung einer Potential-Differenz folgendes einschließen: einen Digital-/Analog-Wandler (44) mit einem Ausgang, der mit der Detektionswicklung (12) verbunden ist; Einrichtungen (ROM) zum Speichern einer Tabelle von Werten, die eine Sinusschwingung darstellen; und Einrichtungen (42) zur Zuführung eines Wertes zu einer Zeit von der Tabelle von Werten an den Digital-/Analog-Wandler (44), um ein Sinusschwingungssignal an die Detektionswicklung (12) anzulegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Vergleichen (40, 42) einen Spitzenwertdetektor (SPITZENWERT) zur Erfassung eines Spitzenwertes aus den digitalen Werten (DATA) und einen Vergleicher (VERGLEICH) zum Vergleichen des Spitzenwertes mit dem ersten Bezugssignalwert umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Metalldetektor folgendes umfasst: ein symmetrisches Widerstandsnetzwerk (20), das erste und zweite Widerstände (R₁, R₂) und eine Vorspannungsquelle V2 einschließt, die mit einem ersten Ende der ersten und zweiten Widerstände (R₁, R₂) verbunden ist; und Differenzverstärkereinrichtungen (22), wobei eine zweites Ende des ersten Widerstandes (R₁) mit einem ersten Ende der Detektionswicklung (12) und einem ersten Eingang (21) der Differenzverstärkereinrichtung (22) gekoppelt ist, und wobei ein zweites Ende des zweiten Widerstandes (R₂) mit einem zweiten Ende der Detektionswicklung (12) und einem zweiten Eingang (23) der Differenzverstärkereinrichtung (22) gekoppelt ist; wobei die Einrichtungen (42, 44, 46, 50) zur Erzeugung der Potential-Differenz das Testsignal an einem Punkt (32) zwischen einem zweiten Ende eines der ersten und zweiten Widerstände (R₁, R₂) und einem Ende der Detektionswicklung (12) anlegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Metalldetektor eine zweite Detektionswicklung (10) mit Enden aufweist, die mit Eingängen einer zweiten Detektionsschaltung (14) gekoppelt sind, die ein zweites Ausgangssignal (CH0) erzeugt, wobei die Vorrichtung weiterhin folgendes umfasst: Schaltereinrichtungen (50) zum selektiven Verbinden der Einrichtungen (42, 44, 46) zur Erzeugung einer Potential-Differenz mit der zweiten Wicklung (10) zum Anlegen eines Testsignals an eines der Enden der zweiten Wicklung (10); und Einrichtungen (40, 42), die während des Anlegens des Testsignals an die zweite Wicklung (10) betreibbar sind, um zu bestimmen, ob die Amplitude eines Ausgangssignals (CH1), das von der zweiten Detektionsschaltung (14) erzeugt wird, in einen vorgegebenen Bereich von Amplituden fällt.