DE9309414U1 - Circuit arrangement for monitoring an inductive sensor - Google Patents
Circuit arrangement for monitoring an inductive sensorInfo
- Publication number
- DE9309414U1 DE9309414U1 DE9309414U DE9309414U DE9309414U1 DE 9309414 U1 DE9309414 U1 DE 9309414U1 DE 9309414 U DE9309414 U DE 9309414U DE 9309414 U DE9309414 U DE 9309414U DE 9309414 U1 DE9309414 U1 DE 9309414U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- inductive sensor
- output
- circuit arrangement
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims description 38
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
- G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
G1376DEG1376DE
Siemens AktiengesellschaftSiemens AG
Schaltungsanordnung zum Überwachen eines InduktivgebersCircuit arrangement for monitoring an inductive sensor
Die Neuerung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Solche Induktivgeber werden z.B. bei Antiblockiersystemen und bei Getriebe- und Motorsteuerungen verwendet, und zwar als Drehzahlsensoren. Da in all diesen Anwendungsfällen für die Sicherheit eines Kraftfahrzeugs wesentliche Steuerfunktionen betroffen sind, muß der Induktivgeber auf Kurzschluß oder Unterbrechung überwacht werden.The innovation relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1. Such inductive sensors are used, for example, in anti-lock braking systems and in transmission and engine controls, namely as speed sensors. Since in all of these applications essential control functions for the safety of a motor vehicle are affected, the inductive sensor must be monitored for short circuits or interruptions.
Eine bekannte Schaltungsanordung zum Verarbeiten der Signale eines Induktivgebers weist einen dessen Ausgangssignale empfangenden Eingang und einen Tiefpaß auf, durch den für die Überwachung genutzte niederfrequente Signalanteile durchgelassen und mit einem Spannungsbereich verglichen werden, der für Fehlerfreiheit maßgebend ist (EP-A 0 369 593). Über einen ersten Ausgang werden hochfrequente, einer Auswerteschaltung zuzuführendes Induktivgebersignalanteile ausgegeben und über einen zweiten Ausgang im Fehlerfall ein Fehlersignal. Da bei der bekannten Schaltungsanordnung als Testsignal für die Überwachung des Induktivgebers eine Gleichspannung zugeführt wird, ergibt sich als Nachteil, daß die Grenzfrequenz des Tiefpasses so niedrig gewählt werden muß, daß die im allgemeinen sehr niederfrequenten Wechselspannungsanteile des In-0 duktivgebers hinreichend gedämpft werden. Daraus folgt, daß zur Realisierung zur Tiefpasses große Kondensatoren notwendig sind, und - als direkte Folge der niederen Grenzfrequenz -, daß die Reaktionszeit der Schaltungsanordnung sehr lang ist.A known circuit arrangement for processing the signals of an inductive sensor has an input that receives its output signals and a low-pass filter through which low-frequency signal components used for monitoring are passed and compared with a voltage range that is decisive for freedom from errors (EP-A 0 369 593). High-frequency inductive sensor signal components that are to be fed to an evaluation circuit are output via a first output and an error signal is output via a second output in the event of an error. Since a direct voltage is fed as a test signal for monitoring the inductive sensor in the known circuit arrangement, the disadvantage is that the cut-off frequency of the low-pass filter must be selected so low that the generally very low-frequency alternating voltage components of the inductive sensor are sufficiently attenuated. This means that large capacitors are necessary to implement the low-pass filter and - as a direct consequence of the low cut-off frequency - that the response time of the circuit arrangement is very long.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, für die kleine, wenig aufwendige Kondensatoren verwendet werden können. Diese Aufgabe wird durch die Schaltungsanordnung nach An-The innovation is based on the task of creating a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning for which small, inexpensive capacitors can be used. This task is achieved by the circuit arrangement according to
G 1 3 7 6 DEG 1 3 7 6 EN
spruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.claim 1 is solved. Appropriate further developments of the innovation are laid down in the subclaims.
Durch die Schaltungsanordnung nach der Neuerung wird der Wechselspannungsanteil des Induktivgebersignals, dessen Frequenz kleiner als die Frequenz eines Testsignals ist, in einem Synchrongleichrichter in ein Signal umgewandelt wird, dessen Frequenz höher als die Frequenz des Wechselspannungsanteils des Induktivgebersignals, d.h. des Nutzsignals ist. 10The circuit arrangement according to the innovation converts the alternating voltage component of the inductive sensor signal, whose frequency is lower than the frequency of a test signal, into a signal in a synchronous rectifier, whose frequency is higher than the frequency of the alternating voltage component of the inductive sensor signal, i.e. the useful signal. 10
Ein Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Neuerung liegt insbesondere darin, daß sie sehr kurze Fahlererkennungszeiten aufweist.One advantage of the circuit arrangement according to the innovation is that it has very short error detection times.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird im folgenden anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert.An embodiment of the innovation is explained below using the single figure in the drawing.
Eine Schaltungsanordnung 1 empfängt die von einem induktiven Geber 2 - z.B. einem Drehzahlsensor - ausgegebenen Signale, formt sie so um, daß sie einem sich auswertenden Steuergerät zugeführt werden können, und überwacht den Induktivgeber 2 auf Kurzschluß oder Unterbrechung.A circuit arrangement 1 receives the signals output by an inductive sensor 2 - e.g. a speed sensor -, converts them so that they can be fed to an evaluating control unit, and monitors the inductive sensor 2 for short circuits or interruptions.
An einem Anschluß 4 wird ein Wechselspannungs-Testsignal Urefl angelegt, das über einen ersten Widerstand Rl an einen Anschluß 5 des Induktivgebers 2 gelangt, dessen zweiter Anschluß liegt an Masse. Der Induktivgeber 2 ist hier durch sein Ersatzschaltbild dargestellt: Eine Induktivität Ll in Reihe mit einem zweiten Widerstand R2. Er wird im folgenden auch als Sensor bezeichnet.An alternating voltage test signal U refl is applied to a connection 4, which is passed via a first resistor Rl to a connection 5 of the inductive sensor 2, the second connection of which is connected to ground. The inductive sensor 2 is shown here by its equivalent circuit: an inductance Ll in series with a second resistor R2. It is also referred to below as a sensor.
Der Widerstand Rl bildet mit dem Widerstand R2, der den Wicklungswiderstand des Induktivgebers darstellt, einen Spanungsteiler. Die Ausgangssspannung Ul dieses Spannungsteilers wird 5 einem ersten Tiefpaß TPl zugeführt, dessen Ausgangssignal zu einem Eingang eines Schmitt-Triggers 6 gelangt, an dessen anderen Eingang eine zweite Bezugsspannung Uref2 angelegt wird, die zum Einstellen seiner Schaltschwelle dient. Das Ausgangs-The resistor Rl forms a voltage divider with the resistor R2, which represents the winding resistance of the inductive sensor. The output voltage Ul of this voltage divider is fed to a first low-pass filter TPl, whose output signal is fed to one input of a Schmitt trigger 6, to whose other input a second reference voltage U re f2 is applied, which is used to set its switching threshold. The output
1 3 7 6 DE1 3 7 6 EN
signal des Schmitt-Triggers 6 gelangt über eine Ausgangsleitungs
8, die einen ersten Ausgang der Schaltungsanordnung 1 bildet, zu einem hier nicht dargestellten Steuergerät, das
die Induktivgebersignale auswertet.
5The signal from the Schmitt trigger 6 passes via an output line 8, which forms a first output of the circuit arrangement 1, to a control unit (not shown here) which evaluates the inductive sensor signals.
5
Ein zwischen dem Anschluß 5 und dem ersten Tiefpaß TPl liegender Kondensator dient zur Gleichspannungsentkopplung. Dessen Ausgangssignal gelangt von einem Anschlußpunkt 9 zu einem Eingang eines Synchrongleichrichters 10. An dessen anderen Eingang wird das Testsignal Urefl angelegt.A capacitor located between the connection 5 and the first low-pass filter TP1 serves for DC voltage decoupling. Its output signal passes from a connection point 9 to an input of a synchronous rectifier 10. The test signal U refl is applied to the other input of the rectifier.
Eigenschaften und Schaltungstechnik eines Synchrongleichrichters sind in U. Tietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, 4. Auflage, Seiten 797 bis 802 und 823 beschrieben. Durch eine dritte Bezugsspannung Uref3, die über einen dritten Widerstand R3 an einem Verbindungspunkt 9 des Kondensators mit dem ersten Tiefpaß TPl anliegt, wird der Gleichspannungsarbeitspunkt der Schaltungsanordnung 1 festgelegt. The properties and circuit technology of a synchronous rectifier are described in U. Tietze, Ch. Schenk: Semiconductor Circuit Technology, Springer-Verlag, 4th edition, pages 797 to 802 and 823. The DC voltage operating point of the circuit arrangement 1 is determined by a third reference voltage U re f3, which is applied via a third resistor R3 to a connection point 9 of the capacitor with the first low-pass filter TP1.
Durch den Synchrongleichrichter 10 wird erreicht, daß der Wechselspannungsanteil des Induktivgebersignals Us, dessen Frequenz f2 kleiner als die Frequenz des Testsignals fl ist, in ein Signal U^3 umgewandelt wird, dessen Frequenz f3 höher als die Frequenz f2 des Wechselspannungsanteils des Induktivgebersignals Ug, d.h. des Nutzsignals ist. Damit kann die Grenzfrequenz eines nachgeschalteten Tiefpasses TP2 höher als bei der bekannten Schaltungsanordnung gewählt werden. Dieser Tiefpaß TP2 hat die Aufgabe, Wechselspannungsanteile, die der 0 Induktivgeber liefert, und die die Auswertung stören würden, zu unterdrücken. Aus der höheren Frequenz f3 ergeben sich die erwähnten Vorteile einer kürzeren Fehlererkennungszeit und einer Verkleinerung der für den Tiefpaß TP2 erforderlichen Kondensatoren.The synchronous rectifier 10 ensures that the AC voltage component of the inductive sensor signal Us, whose frequency f2 is lower than the frequency of the test signal fl, is converted into a signal U^ 3 , whose frequency f3 is higher than the frequency f2 of the AC voltage component of the inductive sensor signal Ug, i.e. the useful signal. This means that the cutoff frequency of a downstream low-pass filter TP2 can be selected to be higher than in the known circuit arrangement. This low-pass filter TP2 has the task of suppressing AC voltage components which the 0 inductive sensor supplies and which would interfere with the evaluation. The higher frequency f3 results in the aforementioned advantages of a shorter error detection time and a reduction in the capacitors required for the low-pass filter TP2.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die Ausgangsspannung des Spannungsteilers aus Rl einerseits und der Reihenschaltung von Ll und R2 andererseits hauptsächlich von der Induktivität Ll be-A further advantage is that the output voltage of the voltage divider from Rl on the one hand and the series connection of Ll and R2 on the other hand is mainly determined by the inductance Ll.
61 376DE61 376EN
stimmt wird, und diese weist im allgemeinen eine geringere Temperaturabhängigkeit auf, als der aus Kupferdraht bestehende Widerstand R2.and this generally has a lower temperature dependence than the resistor R2, which consists of copper wire.
Der Gleichspannungsanteil der Spannung U2, der am Ausgang des zweiten Tiefpasses TP2 zur Verfügung steht, ist ein Maß für den ohmschen Widerstand der Reihenschaltung der Induktivität Ll und des Widerstands R2. Das Ausgangssignal des Tiefpasses TP2 wird einer Auswerteschaltung zugeführt, die aus einem ersten Komparator OAl und einem zweiten Komparator 0A2 besteht. In dem ersten Komparator OAl wird er mit einem oberen Schwellwert Ujj und in dem zweiten Komparator OA 2 mit einem unteren Schwellwert Ul verglichen. Liegt das Signal über dem oberen Schwellwert Ujj, so bedeutet das, daß der Widerstand R2 zu hoch ist, d.h. daß eine Unterbrechung vorliegt. Liegt es dagegen unter dem unteren Schwellwert Ul, so ist der Widerstand R2 zu klein, es liegt ein Kurzschluß vor. In beiden Fällen stellt das Ausgangssignal der Komparator OAl bzw. 0A2 ein Fehlersignal dar.The DC component of the voltage U2, which is available at the output of the second low-pass filter TP2, is a measure of the ohmic resistance of the series connection of the inductance Ll and the resistor R2. The output signal of the low-pass filter TP2 is fed to an evaluation circuit which consists of a first comparator OAl and a second comparator OA2. In the first comparator OAl it is compared with an upper threshold value Ujj and in the second comparator OA 2 with a lower threshold value Ul. If the signal is above the upper threshold value Ujj, this means that the resistance R2 is too high, i.e. that there is an interruption. If, on the other hand, it is below the lower threshold value Ul, the resistance R2 is too small, there is a short circuit. In both cases, the output signal of the comparator OAl or OA2 represents an error signal.
Durch den ersten Tiefpaß TPl wird das Induktivgebersignal des Induktivgebers Us von dem überlagerten Testsignal Uref]_ getrennt. Da der Induktivgeber 2 selbst eine Hochpaßcharakteristik hat, steht am Ausgang des Tiefpasses TPl ein Signal mit einer von der Frequenz unabhängigen Signalamplitude zur Verfügung. In dem Schmitt-Trigger 6 wird dieses Signal in ein digitalisiertes Rechtecksignal umgeformt, das in einem hier nicht dargestellten Steuergerät als Drehzahlsignal ausgewertet werden kann.The first low-pass filter TP1 separates the inductive sensor signal of the inductive sensor Us from the superimposed test signal U re f]_. Since the inductive sensor 2 itself has a high-pass characteristic, a signal with a signal amplitude that is independent of the frequency is available at the output of the low-pass filter TP1. In the Schmitt trigger 6, this signal is converted into a digitized square wave signal that can be evaluated as a speed signal in a control unit (not shown here).
Zusammengefaßt sei die Neuerung nun wie folgt beschrieben: Ein Induktivgeber oder Sensor 2 wird z.B. in einem Kraftfahrzeug als Induktivgeber zum Messen von Drehzahlen verwendet, wie sie in Antiblockiersystemen und bei Getriebe- und Motor-5 Steuerungen ausgewertet werden. In einer Schaltungsanordnung, die die Ausgangssignale des Induktivgebers 2 umformt, wird der Induktivgeber auch auf Kurzschluß oder Unterbrechung überwacht. Sein Ausgangssignal gelangt über einen erstenIn summary, the innovation is now described as follows: An inductive sensor or sensor 2 is used, for example, in a motor vehicle as an inductive sensor for measuring speeds, as they are evaluated in anti-lock braking systems and in transmission and engine 5 controls. In a circuit arrangement, which converts the output signals of the inductive sensor 2, the inductive sensor is also monitored for short circuits or interruptions. Its output signal is sent via a first
G1376DEG1376DE
Tiefpaß TPl und einen Schmitt-Trigger 6 als Drehzahlsignal zur weiteren Auswertung in einem Steuergerät. Das Ausgangssignal des Induktivgebers 2, das mit einem Wechselspannungs-Testsignal Uref]_ überlagert wird, wird auch einem Synchrongleichrichter (10) zugeführt, in dem der der Wechselspannungsanteil des Induktivgebersignals Ug, dessen Frequenz kleiner als die Frequenz des Testsignals fl ist, in ein Signal UAS umgewandelt wird, dessen Frequenz f3 höher als die Frequenz f2 des Wechselspannungsanteils des Induktivgebersignals Ug, d.h. des Nutzsignals, ist.Low-pass filter TP1 and a Schmitt trigger 6 as a speed signal for further evaluation in a control unit. The output signal of the inductive sensor 2, which is superimposed with an alternating voltage test signal U re f]_, is also fed to a synchronous rectifier (10) in which the alternating voltage component of the inductive sensor signal Ug, whose frequency is lower than the frequency of the test signal fl, is converted into a signal U AS , whose frequency f3 is higher than the frequency f2 of the alternating voltage component of the inductive sensor signal Ug, ie the useful signal.
6 1 3 7 6 DE6 1 3 7 6 EN
91E1751.BEZ91E1751.BEZ
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9309414U DE9309414U1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Circuit arrangement for monitoring an inductive sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9309414U DE9309414U1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Circuit arrangement for monitoring an inductive sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9309414U1 true DE9309414U1 (en) | 1993-08-12 |
Family
ID=6894803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9309414U Expired - Lifetime DE9309414U1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Circuit arrangement for monitoring an inductive sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9309414U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427547A1 (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-15 | Weiss Electronic Gmbh Elektron | Inductive vehicle detector with at least one induction loop arranged in road surface |
| DE19636821A1 (en) * | 1996-09-11 | 1998-03-12 | Teves Gmbh Alfred | Method for testing electrical components and device for carrying out the method |
-
1993
- 1993-06-24 DE DE9309414U patent/DE9309414U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427547A1 (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-15 | Weiss Electronic Gmbh Elektron | Inductive vehicle detector with at least one induction loop arranged in road surface |
| DE19636821A1 (en) * | 1996-09-11 | 1998-03-12 | Teves Gmbh Alfred | Method for testing electrical components and device for carrying out the method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3543058C2 (en) | Method and circuit arrangement for processing a sensor signal | |
| DE69524463T2 (en) | Earth fault detector and protection relay for excitation windings | |
| EP1032846B1 (en) | Diagnostic device for recognizing short circuits or line interruptions of an inductive sensor | |
| DE69227692T2 (en) | IMPROVED LIGHTNING PROTECTION FOR INSTRUMENTS INSTALLED IN A WORK ENVIRONMENT | |
| DE2323372A1 (en) | PROCEDURE AND CIRCUIT FOR DETERMINING A PULSE SEQUENCE FOR A SPECIFIC POTENTIAL | |
| EP0150814B1 (en) | Digital impedance relay | |
| DE3200529A1 (en) | ANTI-BLOCKING SYSTEM | |
| DE9309414U1 (en) | Circuit arrangement for monitoring an inductive sensor | |
| EP0520193B1 (en) | Method for measuring partial discharges | |
| DE19632457C1 (en) | Switching circuit for function monitoring for vehicle wheel RPM measuring sensor | |
| DE4241822C2 (en) | Circuit arrangement for error detection when evaluating sensor signals | |
| DE2142711C3 (en) | Signal test circuit for signals for which certain tolerance ranges are specified | |
| EP0555526A1 (en) | Assembly for floating potential capacitance measurement, in particular for capacitive filling level measurement | |
| DE2707425A1 (en) | LIGHTNING CURRENT DETECTOR | |
| DE2942442C2 (en) | Monitoring device for speed sensor | |
| DE19538754C2 (en) | Procedure for monitoring primary lines | |
| DE3325249C2 (en) | Track circuit receiver | |
| WO1999001774A1 (en) | Diagnostic device for detecting errors in an induction sensor | |
| DE4222346C2 (en) | Device for increasing interference immunity when differentiating signals | |
| DE2135921C3 (en) | Self-triggered circuit arrangement for a measuring amplifier | |
| DE3220014C2 (en) | ||
| EP0927356B2 (en) | Method of checking electrical components and device for carrying out this method | |
| DE2350362A1 (en) | Threshold monitor for pulse circuit - is esp. for detecting increased supply voltage to block output pulses | |
| CH493124A (en) | Protection relay switching arrangement for an electrical network | |
| AT404994B (en) | Method for detecting earth faults (ground faults) |