ES2628814T3 - Sensor de velocidad - Google Patents
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Abstract
Un sensor de velocidad (1) para medir la velocidad de una rueda dentada (20) o una rueda provista de marcas ferromagnéticas, montada en el interior de una caja de cambios(2), teniendo el sensor de velocidad (1) un alojamiento (10) con uno de sus extremos adaptado para insertarse y fijarse en un agujero pasante de la caja de cambios (2), de modo que la 5 cara frontal del alojamiento (10) está enfrentada la rueda dentada (20), por medio de lo cual en el alojamiento (10) está dispuesto un primer sensor de efecto Hall (3) con un primer detector de efecto Hall (30) que está enfrentada a la cara frontal del alojamiento (10) y el primer detector de efecto Hall (30) está conectado con un circuito electrónico para la conversión de una señal analógica de salida en una señal digital, por medio de lo cual los valores umbral superior e inferior de las tensiones de salida del primer detector de efecto Hall (30), en función del exceso de lo cual una primera señal analógica se convierte en una primera señal digital (300), son de autoajuste con respecto a los picos superior e inferior de la señal analógica, y por medio de lo cual el polo sur (S) de un primer imán básico (31) engrana en alineación con el eje de sensibilidad (O3) del detector de efecto Hall (30) el lado del primer detector de efecto Hall (30) situado de manera opuesta a la cara frontal del alojamiento (10), caracterizado porque en el alojamiento (10) del sensor de velocidad (1) está dispuesto un segundo sensor de efecto Hall (4) que comprende un segundo detector de efecto Hall (40) que está enfrentada a la cara frontal del alojamiento (10) y el segundo detector de efecto Hall (40) está conectado con un circuito electrónico para la conversión de su segunda señal analógica de salida en una segunda señal digital (400), por medio de lo cual los valores umbral superior e inferior de las tensiones de salida del segundo detector de efecto Hall (40), en función del exceso de lo cual la segunda señal analógica se convierte en la segunda señal digital (400), son de autoajuste con respecto a los picos superior e inferior de la señal analógica, por medio de lo cual el polo norte (N) de un segundo imán básico (41) engrana en alineación con el eje de sensibilidad (O4) del segundo detector de efecto Hall (40) el lado del primer detector de efecto Hall (40) situado de manera opuesta a la cara frontal del alojamiento (10) de modo que los ejes de sensibilidad (O3, O4) de ambos detectores de efecto Hall (30, 40) son paralelos entre sí y la distancia (R) entre los ejes (O3 y O4) de ambos de los detectores de efecto Hall (30, 40) es igual o menor que el ancho (T) de un diente (201) de la rueda dentada (20) detectada o el ancho de una marca ferromagnética de un disco detectado, de modo que los dos detectores de efecto Hall (30, 40) y los imanes básicos (31, 41) están dispuestos de manera que un imán de perturbación (5) acoplado con el lado exterior de la caja de cambios(2) debilita el flujo magnético en uno de los detectores de efecto Hall (30) mientras intensifica el flujo magnético en el segundo detector de efecto Hall (40) y de manera que al menos uno de los sensores de efecto Hall (3, 4) permanecerá operativo en presencia del campo magnético de perturbación.
Description
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DESCRIPCION
Sensor de velocidad Campo de la invencion
La invencion se refiere a un sensor de velocidad, en particular para tacografos, que es immune al impacto de un campo magnetico externo de perturbacion. Este sensor de velocidad podna evitar, por ejemplo, la manipulacion indebida de los registros del tacografo.
Antecedentes de la invencion
Un tacografo que depende, por ejemplo, del tiempo, registra graficamente la historia de conduccion del velmculo, tal como la velocidad del velmculo, el tiempo de conduccion y las paradas intermedias, recibe una senal digital de un sensor de velocidad. El sensor de velocidad esta localizado habitualmente en la caja de cambios del velmculo y escanea la velocidad de la rueda dentada en el eje de salida de la caja de cambios. Tfpicamente, se utilizan sensores de velocidad con detectores de efecto Hall. El detector de efecto Hall esta dispuesto en proximidad cercana de la periferia de la rueda dentada a una distancia aproximadamente de 0,5 a 2 mm. Durante la conduccion, la rueda dentada gira en proporcion directa a la velocidad del velmculo y siempre cuando el diente de la rueda dentada pasa en frente del sensor de efecto Hall, las lmeas magneticas de fuerza del iman basico del sensor de efecto Hall estan concentradas en el centro del detector de efecto Hall provocando de esta manera el incremento en la tension de salida del detector de efecto Hall. Por el contrario, cuando una separacion entre el diente de la rueda dentada pasa en frente del sensor de efecto Hall, las lmeas magneticas de fuerza se diluyen y la intensidad del campo magnetico disminuye, lo que origina la declinacion de la tension de salida del detector de efecto Hall. La senal de tension de salida del detector de efecto Hall es analogica y en el circuito electronico del sensor de efecto Hall la senal analogica se convierte a una senal digital, la cual se dirige hacia el tacografo, donde la senal se procesa para mostrar una grafica u otro registro de la historia de conduccion del velmculo. La conversion de la senal analogica que, cuando se escanea la rueda de engranaje de rotacion, es sustancialmente de caracter sinusoidal, a una senal digital, ocurre solo cuando se excede el valor umbral superior e inferior predeterminados de la tension de salida del sensor de efecto Hall, esta senal de salida es una funcion de la intensidad del campo magnetico en el centro del sensor de efecto Hall. Cuando el campo magnetico basico del sensor de efecto Hall esta afectado por un campo magnetico de perturbacion generado, por ejemplo, por el acoplamiento de un iman con un campo magnetico de perturbacion fuerte con la cubierta de la caja de cambios junto al sensor de velocidad, ambos campos magneticos interfieren entre sf, de modo que la intensidad del campo magnetico resultante en el centro del detector de efecto Hall o bien se incrementa o bien cae dependiendo de la polaridad mutua de ambos imanes, es decir, la del iman de perturbacion y del iman del sensor de efecto Hall. El resultado es que la tension de salida en la forma de la senal analogica del detector de efecto Hall se incrementa o cae, de modo que los valores umbral predeterminados de la tension de salida en la cual la senal analogica se convierte a una senal digital ya no se exceden y la senal digital de salida del sensor de velocidad tiene un valor constante. Debido a la ausencia de cualquier cambio o frecuencia de la senal digital respectivamente, el tacografo registra el modo estacionario del velmculo aun cuando el velmculo esta en movimiento. Tambien se conocen sensores de velocidad con el sensor de efecto Hall y el procesamiento electronico de la senal analogica a la senal digital, donde el exceso de los valores umbral superior e inferior provoca la conversion de la senal analogica a la senal digital, son de auto-ajuste con respecto a los picos superior e inferior de la senal analogica, de modo que la conversion de la senal analogica a la senal digital solo falta en el caso en que la intensidad del campo magnetico en el centro del detector de efecto Hall este fuera de la sensibilidad del sensor de efecto Hall, es decir, por debajo de aproximadamente 10 mT o por encima de aproximadamente 500 mT en valores absolutos. Por el contrario, cuando la intensidad del campo magnetico en el centro del detector de efecto Hall esta en su rango de sensibilidad, es decir, entre aproximadamente 10 mT y aproximadamente 500 mT, la senal analogica siempre se convierte a la senal digital. En esta situacion, la resistencia o intensidad, respectivamente, del campo magnetico en el centro del detector de efecto Hall se determina por la interferencia entre el campo magnetico del iman del sensor de efecto Hall y el campo magnetico del iman de perturbacion localizado en proximidad cercana al sensor magnetico de velocidad que utiliza el sensor de efecto Hall (vease, por ejemplo, el documento US 2011/0251805 A1). El documento US 2012/009000 A1 revela un sensor de velocidad con dos elementos de deteccion de diferente sensibilidad que producen dos senales de salida, las cuales, cuando los elementos de deteccion estan expuestos a los campos magneticos de perturbacion, difieren entre sf de modo que el elemento de deteccion con una sensibilidad mas baja provoca una senal no distorsionada que corresponde con la actual velocidad y el elemento de deteccion con una alta sensibilidad produce una senal distorsionada, inadecuada para la actual velocidad. El documento US 6.271.663 B1 describe un detector rotacional para detectar la posicion rotacional que comprende varios detectores magneticos-resistivos colocados a intervalos angulares en un cfrculo que circunscribe el eje rotacional de un rotor. Los imanes de los detectores estan dispuestos de modo que sus ejes estan dispuestos radialmente y no estan alineados con el eje de sensibilidad de los detectores magneticos-resistivos, por medio de lo cual las polaridades de los imanes adyacentes son opuestas.
La desventaja comun de los sensores de velocidad descritos con anterioridad es que, cuando estan expuestos a un campo magnetico de perturbacion externa, el campo magnetico en el centro del detector podna estar disminuido o amplificado hasta el punto en el que sale del rango de sensibilidad del detector de efecto Hall y falta la senal analogica de salida. En el presente, los sensores de efecto Hall disponibles en el mercado responden a la intensidad del campo magnetico en el rango de sensibilidad de aproximadamente 10 mT a aproximadamente 500 mT.
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El objetivo de la presente invencion es proporcionar un sensor de velocidad para medir la velocidad de una rueda dentada dentro de una caja de cambios, sobre todo aquella de vetnculos motores, que no sea susceptible al campo magnetico de perturbacion externa de un iman permanente disponible colocado en una superficie externa de la caja de cambios en proximidad cercana del sensor de velocidad y que proporcione informacion exacta y no distorsionada acerca de la velocidad de la rueda dentada o una senal magnetica detectada por este sensor de velocidad.
Sumario de la invencion
Se evitan los inconvenientes y deficiencias discutidos con anterioridad y se consigue el objetivo de la invencion mediante un sensor de velocidad para medir la velocidad de una rueda dentada o una rueda proporcionada con marcas ferromagneticas, montada en el interior de una caja de cambios, teniendo el sensor de velocidad un alojamiento con su extremo adaptado para insertarse y fijarse en un agujero pasante de la caja de cambios, de modo que la cara frontal del alojamiento esta enfrentada a la rueda dentada, por medio de lo cual en el alojamiento esta dispuesto un primer sensor de efecto Hall con un primer detector de efecto Hall que esta enfrentada a la cara frontal del alojamiento y el primer detector de efecto Hall se conecta con un circuito electronico para la conversion de una senal analogica de salida a una senal digital, por medio de lo cual los valores umbral superior e inferior de las tensiones de salida del primer detector de efecto Hall, en funcion del exceso de lo cual una primera senal analogica se convierte a una primera senal digital, son de auto-ajuste con respecto a los picos superior e inferior de la senal analogica, y por medio de lo cual el polo sur de un primer iman basico engrana en alineacion con el eje de sensibilidad del detector de efecto Hall, el lado del primer detector de efecto Hall situado de manera opuesta a la cara frontal del alojamiento que comprende como caractensticas esenciales que en el alojamiento (10) del sensor de velocidad esta dispuesto un segundo sensor de efecto Hall (4) que comprende un segundo detector de efecto Hall que esta enfrentada a la cara frontal del alojamiento y el segundo sensor de efecto Hall se conecta con un circuito electronico para la conversion de su segunda senal analogica de salida en una segunda senal digital, por medio de lo cual los valores umbral superior e inferior de las tensiones de salida del detector de efecto Hall, en funcion del exceso de lo cual la segunda senal analogica se convierte en la segunda senal digital, son de auto-ajuste con respecto a los picos superior e inferior de la senal analogica, por medio de lo cual el polo norte de un segundo iman basico engrana en alineacion con el eje de sensibilidad del sensor de efecto Hall, el lado del primer detector de efecto Hall situado de manera opuesta a la cara frontal del alojamiento de modo que los ejes de sensibilidad de ambos de los detectores de efecto Hall son paralelos entre sf y la distancia entre los ejes de ambos detectores de efecto Hall es igual o menor que el ancho de un diente de la rueda dentada detectada o el ancho de una marca ferromagnetica de un disco detectado, de modo que los dos detectores de efecto Hall y los imanes basicos estan dispuestos de manera que un iman de perturbacion acoplado con el lado exterior de la caja de cambios debilita el flujo magnetico en uno del detector de efecto Hall mientras intensifica el flujo magnetico en el segundo detector de efecto Hall y de manera que al menos uno de los sensores de efecto Hall permanecera operativo en presencia del campo magnetico de perturbacion.
Esta disposicion del sensor de velocidad evita la eliminacion o reduccion concurrentes del campo magnetico de ambos de los imanes basicos orientados de manera opuesta del primer y el segundo detectores de efecto Hall por un campo magnetico externo de perturbacion de modo que, en el peor de los casos, la intensidad del campo magnetico solo de un iman basico de ambos de los detectores de efecto Hall esta fuera del rango de sensibilidad del detector de efecto Hall. El otro detector magnetico, que esta expuesto al campo magnetico de su iman basico y esta intensificado por el campo magnetico del iman de perturbacion, produce, cuando la rueda dentada esta girando, una senal analogica con valores mas altos de tension que aquellos que corresponden con el campo magnetico solo del iman basico. Este campo magnetico intensificado no excede el rango de sensibilidad del sensor de efecto Hall debido a que, en el presente, no hay imanes disponibles que pudieran tener las correspondientes dimensiones y pudieran estar acoplados a la superficie externa de la caja de cambios y fueran capaces de generar una intensidad magnetica por encima de los lfmites de sensibilidad del detector de efecto Hall en el lugar dentro de la caja de cambios, donde esta localizado el detector de efecto Hall.
Resulta ventajoso si la primera y segunda senales digitales del primero y segundo sensores de efecto Hall estan unificadas en un circuito de compuerta RS en una senal unica digital de salida, la compuerta de ascenso de la cual imita la compuerta de ascenso de la primera o segunda senales digitales anteriores y la compuerta de descenso de la cual imita la compuerta de descenso de la primera o segunda senales digitales anteriores. Esta disposicion permite que el sensor de velocidad produzca una senal unica de salida que proporciona informacion acerca de la velocidad de la rueda dentada.
De manera preferible, el sensor de velocidad podna estar proporcionado con un procesador para comparar la primera y la segunda senales digitales y para producir una senal de alarma cuando se detecta una desviacion entre las senales digitales.
La senal de alarma indica un intento de afectar el sensor de velocidad.
Breve descripcion de las figuras
Una modalidad de la invencion esta ilustrada en los dibujos adjuntos, donde las figuras individuales muestran:
La Figura 1a es una vista esquematica de las lmeas magneticas de fuerza de un iman basico cuando un diente esta
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presente enfrente de un detector de efecto Hall;
La Figura 1b es una vista esquematica de las lmeas de campo magnetico del iman basico cuando una separacion esta presente enfrente del detector de efecto Hall;
La Figura 2a es una vista esquematica de lmeas trazadas de campo magnetico del iman basico y un iman de perturbacion cuando el diente esta presente enfrente del detector de efecto Hall, por medio de lo cual el iman de perturbacion esta orientado magneticamente de manera opuesta al iman basico;
La Figura 2b es una vista esquematica de lmeas trazadas de campo magnetico del iman basico y el iman de perturbacion cuando la separacion esta presente enfrente del detector de efecto Hall, por medio de lo cual el iman de perturbacion esta orientado magneticamente de manera opuesta al iman basico;
La Figura 3a es una vista esquematica de lmeas trazadas de campo magnetico del iman basico relevante y el iman de perturbacion cuando el diente esta presente enfrente del detector de efecto Hall, por medio de lo cual el iman de perturbacion esta orientado magneticamente, de manera consistente, con el iman basico;
La Figura 3b es una vista esquematica de lmeas magneticas trazadas de fuerza del iman basico y el iman de perturbacion cuando la separacion esta presente enfrente del detector de efecto Hall, por medio de lo cual el iman de perturbacion esta orientado magneticamente, de manera consistente, con el iman basico;
La Figura 4 es una vista esquematica de un sensor magnetico de velocidad con una rueda dentada;
La Figura 5 es un diagrama de cableado de los sensores de efecto Hall en el sensor de velocidad;
La Figura 6 presenta graficas que muestran las salidas digitales de los sensores de efecto Hall y del sensor de velocidad no afectado por un iman de perturbacion;
La Figura 7 presenta graficas que muestran las salidas digitales de los sensores de efecto Hall y del sensor de velocidad afectado por el polo norte del iman de perturbacion.
La Figura 8 presenta graficas que muestran las salidas digitales de los sensores de efecto Hall y del sensor de velocidad afectado por el polo sur del iman de perturbacion.
Descripcion de las modalidades preferidas
Las Figuras 1a-3b muestran campos magneticos o trazados de lmeas magneticas de fuerza respectivamente de un iman basico 31 relevante de un sensor de efecto Hall 3 ambos en el momento en el que un diente 201 de una rueda dentada 20 esta localizada enfrente de un detector de efecto Hall 30 y en el momento en el que una separacion 202 entre el diente 201 esta presente enfrente del detector de efecto Hall 30. Los sensores de efecto Hall 3 ilustrados esquematicamente comprenden un detector de efecto Hall 30 y un iman basico 31, orientado por su polo sur S hacia el detector de efecto Hall 30. Como se muestra en la Figura 1a, cuando el diente 201 esta localizado enfrente del detector de efecto Hall 30, las lmeas magneticas de fuerza del iman basico 31 pasan a traves del centro del detector de efecto Hall 30 en gran densidad mientras que, cuando la separacion 202 esta presente enfrente del detector de efecto Hall 30 (vease la Figura 1b), las lmeas magneticas de fuerza no pasan a traves del centro del detector de efecto Hall 30.
Del mismo modo que las Figuras 1a y la Figura 1b, las Figuras 2a y 2b muestran trazados de lmeas magneticas de fuerza del iman basico 31, no obstante, estas lmeas estan afectadas por el campo magnetico o lmeas de fuerza de un iman externo de perturbacion 5 con su polo norte N orientado hacia la rueda dentada 20, es decir, en el sentido que es opuesto a la orientacion del iman basico 31 del sensor de efecto Hall 3. Como se muestra en la Figura 2a, cuando el diente 201 esta presente enfrente del detector de efecto Hall 30, el campo magnetico de perturbacion del iman de perturbacion 5 identicamente orientado provoca una densidad mas alta de las lmeas magneticas de fuerza en el centro del detector de efecto Hall 30 y, en consecuencia, la intensificacion del campo magnetico. Cuando la separacion 202 esta presente enfrente del detector de efecto Hall 30, las lmeas magneticas de fuerza no pasan a traves del centro del detector de efecto Hall 30.
Del mismo modo que las Figuras 2a y 2b, las Figuras 3a y la Figura 3b muestran trazados de lmeas magneticas de fuerza del iman basico 31 y el campo magnetico de perturbacion del iman externo de perturbacion 5 que, no obstante, esta orientado por su polo sur S hacia la rueda dentada 20, es decir, en la misma direccion en la cual esta orientado el iman basico 31. Como se deduce a partir de las Figuras 3a y 3b, los campos magneticos mutuamente repulsivos provocan que ni en el evento en el que el diente 201 esta presente enfrente del detector de efecto Hall 30 (Figura 3a) y tampoco en el evento en el que la separacion 202 esta presente enfrente del detector de efecto Hall 30 (Figura 3b), no pase ninguna lmea magnetica de fuerza a traves del centro del detector de efecto Hall 30, es decir, ningun campo magnetico esta presente en esta area o el campo magnetico es tan debil que su valor esta fuera del rango de sensibilidad del sensor de efecto Hall 3.
Como se deduce a partir de lo anterior, el iman externo de perturbacion 5 podna sacar el detector de efecto Hall 30 de la funcion solo cuando el iman basico 31 del detector de efecto Hall 30 y el iman de perturbacion 5 esten identicamente orientados. Por el contrario, si los imanes estan orientados en direccion opuesta, el campo magnetico en el centro del detector de efecto Hall 30 esta intensificado, lo cual origina la intensificacion de su funcion y el incremento de la tension de salida respectivamente. En la configuracion donde el sensor magnetico de velocidad comprende dos sensores de efecto Hall 3, 4 con los respectivos imanes basicos 31 y 41, que estan orientados magneticamente, en forma mutua, en la direccion opuesta entonces, cuando estan afectados por el iman de perturbacion 5, esta eliminada la funcion solo de estos sensores de efecto Hall 3, 4, cuyo iman basico 31, 41 esta identicamente orientado como el iman de perturbacion 5. La funcion del otro sensor de efecto Hall 3, 4 no se vera afectada.
La Figura 4 es una vista esquematica del sensor de velocidad 1 de acuerdo con la invencion, que consiste en un
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alojamiento cilmdrico 10, un extremo del cual es proporcionado, por ejemplo, con una rosca para su fijacion en un orificio en la caja de cambios 2, en la cual esta montada la rueda dentada 20 y la velocidad de la cual sera escaneada por el sensor de velocidad 1. La rueda dentada 20 esta proporcionada con el diente 201 mutuamente separado por las separaciones 202, por medio de lo cual las caras frontales del diente 201 estan situadas aproximadamente a la distancia de 0,5 hasta 1,5 mm de la cara frontal del sensor de velocidad 1 en el cual estan dispuestos dos sensores de efecto Hall 3 y 4. El primer iman 31 engrana mediante su polo sur magnetico S con el primer detector de efecto Hall 3 y el segundo iman 41 engrana mediante su polo norte magnetico N con el segundo detector de efecto Hall 4.
El primer sensor de efecto Hall 3 con el primer iman 31 esta conectado con un lado de una placa de circuito impreso 6 y el segundo sensor de efecto Hall 4 con el segundo iman 41 esta conectado con el lado opuesto de la placa de circuito impreso 6. Cada uno de los sensores de efecto Hall 3, 4 comprende un detector de efecto Hall 30, 40 y un sistema electronico, que procesa la senal de salida analogica del detector de efecto Hall 30, 40 hacia la senal digital 300, 400. Los valores umbral superior e inferior de la tension de las senales analogicas, en funcion de lo cual las senales analogicas se convierten en las senales digitales 300, 400, son de auto-ajuste con respecto a los picos superior e inferior de la senal analogica. La funcion de auto-ajuste se consigue, por ejemplo, mediante la conversion de la senal analogica por medio de un convertidor A/D hacia la senal digital con la histeresis fijamente ajustada de la amplitud maxima y minima de la senal analogica respectivamente. Esto permite que los sensores de efecto Hall 3, 4 operen en su rango de sensibilidad incluso con grandes variaciones del flujo magnetico en el centro del detector de efecto Hall 30, 40.
Como se deduce a partir de Figura 5, la senal digital 300 sale del sensor de efecto Hall 3 y la senal digital 400 sale del sensor de efecto Hall 4. Cada una de estas senales esta suministrada a ambos del procesador 6 y el circuito de unificacion 7.
En los circuitos 71 y 72 del circuito de unificacion 7 se evaluan las compuertas de ascenso y descenso de las senales digitales 300 y 400 y despues de la combinacion de las mismas en los circuitos OR 73 y 74, se forma entonces una senal unica de salida 700 del sensor de velocidad 1 en el circuito RS, esta senal se transmite ademas a un tacografo (no mostrado). En el tacografo se evalua la senal de salida 700 y se transmite a un dispositivo de registro. Las senales digitales 300 y 400 se comparan en el procesador 6 y, si se han verificado las diferencias, se produce y se transmite una senal de alarma 600 al tacografo para senalar que el sensor de velocidad se ha visto afectado de manera adversa.
El eje O3 del primer detector de efecto Hall 30 esta situado en paralelo con el eje O4 del segundo detector de efecto Hall 40 y la distancia R entre ellos es la misma o es menor que el espesor T del diente 201. En consecuencia, por un lado, el primer y el segundo detectores de efecto Hall 30 y 40 estan controlados simultaneamente por el mismo diente 201 de la rueda dentada 20 durante su rotacion y, por otro lado, el campo magnetico de perturbacion externa del iman acoplado de perturbacion 5 afecta hasta el mismo alcance a los campos magneticos basicos del primer y segundo imanes basicos 31 y 41.
Durante la rotacion de la rueda dentada 20, el diente 201 y las separaciones 202 pasan, en forma alterna, a lo largo de la cara frontal del sensor de velocidad 1 con los detectores de efecto Hall 30 y 40 y afectan el caracter de las lmeas magneticas de fuerza y la intensidad de los campos magneticos de los imanes basicos 31 y 41 en los centros de ambos de los detectores de efecto Hall 30 y 40 respectivamente. Estos cambios de la intensidad invocan entonces cambios en las tensiones de salida de los detectores de efecto Hall 30 y 40 y, en consecuencia, los caracteres de las senales analogicas de salida, que se convierten en las senales digitales 300, 400 en los sensores de efecto Hall 3, 4.
Si los sensores de efecto Hall 3, 4 del sensor de velocidad 1 no se ven afectados por un campo magnetico de perturbacion externa entonces, durante la rotacion de la rueda dentada 20, ocurren cambios dclicos en la intensidad de los campos magneticos basicos en los centros de los detectores de efecto Hall 30 y 40, estos detectores producen senales analogicas que se convierten en senales digitales 300 y 400 en los dispositivos electronicos de los sensores de efecto Hall 3 y 4 (vease la Figura 6). Estas senales digitales estan combinadas entonces en el circuito RS para producir la senal de salida 700 del sensor de velocidad 1, lo cual proporciona informacion acerca de la velocidad de la rueda dentada 20.
Si un iman fuerte de perturbacion 5 esta acoplado con la caja de cambios 2 en proximidad cercana del sensor de velocidad 1, su campo de perturbacion afecta entonces los campos magneticos basicos de los imanes basicos 31 y 41 del primer sensor de efecto Hall 3 y el segundo sensor de efecto Hall 4, de modo que un campo magnetico basico de un detector de efecto Hall esta intensificado (Figura 2a) y el otro campo magnetico basico del otro detector de efecto Hall esta deprimido, diluido o eliminado en su conjunto (Figura 3a).
Si el iman de perturbacion 5 esta acoplado con la caja de cambios 2 mediante su polo norte N, como se muestra en la Figura 2a, Figura 7, su campo magnetico de perturbacion intensifica el campo magnetico basico del primer iman basico 31 del primer sensor de efecto Hall 3 y suprime el campo magnetico basico del segundo iman basico 41 del segundo sensor de efecto Hall 4. En consecuencia, el primer sensor de efecto Hall 3 produce la senal digital 300 y registra en consecuencia la rotacion o el paro total de la rueda dentada 2. En esta situacion, el segundo detector de efecto Hall 40, cuyo propio campo magnetico basico esta suprimido, no produce una senal analogica variable, de modo que no se transmite ninguna senal digital variable 400 a partir del sensor de efecto Hall 4. La senal digital resultante 700 transmitida a partir del sensor de velocidad 1 tiene la misma frecuencia y la misma duracion de la fase que la senal
resultante 700 en la Figura 6 y proporciona una informacion no distorsionada acerca de la velocidad de la rueda dentada 20.
Si el polo sur S del iman de perturbacion esta acoplado con la caja de cambios 2, como se muestra en la Figura 3a, Figura 8, su campo magnetico de perturbacion elimina el campo magnetico basico del primer iman basico 31 del primer 5 sensor de efecto Hall 3 e intensifica el campo magnetico basico del segundo iman basico 41 del segundo sensor de efecto Hall 4. En consecuencia, el primer detector de efecto Hall 30 no produce una senal analogica variable y no se transmite ninguna senal digital variable 300 a partir del primer sensor de efecto Hall 3. En esta situacion, el segundo detector de efecto Hall 40, cuyo campo magnetico basico esta intensificado, produce una senal analogica variable, de modo que el segundo sensor de efecto Hall 4 suministra una senal digital variable 400. Es esencial que los propios 10 imanes basicos de ambos de los detectores tengan una orientacion magnetica opuesta, de modo que cualquier posible campo magnetico externo de perturbacion intensifique el flujo magnetico de uno de los detectores de efecto Hall y que las senales analogicas suministradas por ambos de los detectores magneticos se conviertan en senales digitales cuando se excedan los valores umbral de autoajuste, por medio de lo cual su valor es mas bajo o mas alto mediante la histeresis opcionalmente elegida respectivamente que el pico superior o inferior de la senal analogica 15 respectivamente.
Claims (3)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Un sensor de velocidad (1) para medir la velocidad de una rueda dentada (20) o una rueda provista de marcas ferromagneticas, montada en el interior de una caja de cambios(2), teniendo el sensor de velocidad (1) un alojamiento (10) con uno de sus extremos adaptado para insertarse y fijarse en un agujero pasante de la caja de cambios (2), de modo que la cara frontal del alojamiento (10) esta enfrentada la rueda dentada (20), por medio de lo cual en el alojamiento (10) esta dispuesto un primer sensor de efecto Hall (3) con un primer detector de efecto Hall (30) que esta enfrentada a la cara frontal del alojamiento (10) y el primer detector de efecto Hall (30) esta conectado con un circuito electronico para la conversion de una senal analogica de salida en una senal digital, por medio de lo cual los valores umbral superior e inferior de las tensiones de salida del primer detector de efecto Hall (30), en funcion del exceso de lo cual una primera senal analogica se convierte en una primera senal digital (300), son de autoajuste con respecto a los picos superior e inferior de la senal analogica, y por medio de lo cual el polo sur (S) de un primer iman basico (31) engrana en alineacion con el eje de sensibilidad (O3) del detector de efecto Hall (30) el lado del primer detector de efecto Hall (30) situado de manera opuesta a la cara frontal del alojamiento (10), caracterizado porque en el alojamiento (10) del sensor de velocidad (1) esta dispuesto un segundo sensor de efecto Hall (4) que comprende un segundo detector de efecto Hall (40) que esta enfrentada a la cara frontal del alojamiento (10) y el segundo detector de efecto Hall (40) esta conectado con un circuito electronico para la conversion de su segunda senal analogica de salida en una segunda senal digital (400), por medio de lo cual los valores umbral superior e inferior de las tensiones de salida del segundo detector de efecto Hall (40), en funcion del exceso de lo cual la segunda senal analogica se convierte en la segunda senal digital (400), son de autoajuste con respecto a los picos superior e inferior de la senal analogica, por medio de lo cual el polo norte (N) de un segundo iman basico (41) engrana en alineacion con el eje de sensibilidad (O4) del segundo detector de efecto Hall (40) el lado del primer detector de efecto Hall (40) situado de manera opuesta a la cara frontal del alojamiento (10) de modo que los ejes de sensibilidad (O3, O4) de ambos detectores de efecto Hall (30, 40) son paralelos entre sf y la distancia (R) entre los ejes (O3 y O4) de ambos de los detectores de efecto Hall (30, 40) es igual o menor que el ancho (T) de un diente (201) de la rueda dentada (20) detectada o el ancho de una marca ferromagnetica de un disco detectado, de modo que los dos detectores de efecto Hall (30, 40) y los imanes basicos (31, 41) estan dispuestos de manera que un iman de perturbacion (5) acoplado con el lado exterior de la caja de cambios(2) debilita el flujo magnetico en uno de los detectores de efecto Hall (30) mientras intensifica el flujo magnetico en el segundo detector de efecto Hall (40) y de manera que al menos uno de los sensores de efecto Hall (3, 4) permanecera operativo en presencia del campo magnetico de perturbacion.
- 2. El sensor de velocidad (1) de la reivindicacion 1, en el que la primera y segunda senales digitales (300 y 400) del primer y segundo sensores de efecto Hall (3 y 4) estan unificadas en un circuito de compuerta RS en una senal digital de salida (700), la compuerta de ascenso de la cual imita la compuerta de ascenso de la primera o segunda senales digitales anteriores (300 y 400) y la compuerta de descenso de la cual imita la compuerta de descenso de la primera o segunda senales digitales anteriores (300 y 400).
- 3. El sensor de velocidad (1) de la reivindicacion 2, en el que el sensor de velocidad (1) esta provisto de un procesador (6) para comparar la primera y la segunda senales digitales (300 y 400) y para producir una senal de alarma (600) cuando se detecta una desviacion entre estas senales digitales.
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