PL162180B1 - Zblizeniowy czujnik indukcyjny PL PL PL - Google Patents

Abstract

Zblizeniowy czujnik indukcyjny, prze znaczony szczególnie do pomiaru predkosci katowej, zlozony z czwórnika, zawierajacego elementy zabezpieczajace i dopasowujace, oraz polaczonego z czwórnikiem dwójnika zawierajacego wzmacniacz, którego wy- prowadzenia zasilajace sa polaczone z wy- prowadzeniami wyjsciowymi dwójnika i pomiarowa cewke indukcyjna z rdzeniem wykonanym z magnesu trwalego, której jed- no z wyprowadzen jest polaczone z nieod- wracajacym wejsciem wzmacniacza zas drugie wyprowadzenie cewki jest polaczone z jego wejsciem odwracajacym, znamienny tym, ze zacisk wyjsciowy (10) dwójnika (1) jest polaczony, z jednym z wyprowadzen cewki (3), a nadto jest polaczony za posred- nictwem rezystora (14), z niesymetrycznym wyjsciem (13) wzmacniacza (5). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynelazku jest indukcyjny czujnik zbliżeniowy przeznaczony szczególnie do pomiaru prędkości kątowwj.

Do pomiarów prędkości kątowej są stosowane indukcyjne czujniki zbliżeniowe, których cewka pomiarowa z rdzeniem z magnesu trwałego jest umieszczona w pobliżu zębatej tarczy, z materiału ferromagnetycznego, związanej z wirującym elementem. Obracająca się tarcza powoduje zmiany strumienia magnetycznego, skojarzonego z cewką pomiarową, powodując indukowanie napięcia, którego wartość jest liniowo zależna oo prędkości kątowej tarczy. W przypadku goy wymiary czujnika są niewielkie a odległość tarczy od czujnika stosunkowo duża, napięcie indukowane w cewce, przy mniejszych prędkościach obrotowych jest tak małe, ze musi być wzmocnione w miejscu powstania aby podczas transmisji do ukłaou wykonawczego nie było zafałszowane przez sygnały zakłócające.

żnane są m.in. z książki G.Klascha i R.Hofera - Układy elektroniki profesjonalnej wzmacniacze stosowane w czujnikach zbliżeniowych, formujące sygnał z cewki w postaci impulsów prostokątnych o dużej i stałej amplitudzie. Czujniki wyposażone w takie wzmacniacze charakteryzują się niską czułością, dużą wrażliwością na drgania i zewnętrzne pola magnetyczne a także zależnością sygnału wyjściowego od napięcia zasilania.

żnany jest także z opisu zgłoszeniowego RFN nr 2156173 czujnik wyposażony w tranzystorowy przedwzmacniacz zmiennoprądowy, który ma wszystkie wady wspomnianego wcześniej układu a dodatkowo wymaga stosowania dużej pojemności sprzęgającej, która jest elementem dużym, zawodnym i nie gwarantuje poprawnej pracy czujnika w całym zakresie wymaganych temperatur. Ponadto wspomniany czujnik potrzebuje do komunikacji z układami współpracującymi aż czterech przewodów.

żnany jest również z opisu zgłoszeniowego RFN nr 2156173 czujnik zawierający jedynie cewkę pomiarową z rdzeniem z magnesu trwałego, nie zawierający wzmacniacza elektronicznego. Rozwiązanie to jak powiedziano na wstępie wymaga przesyłania słabego sygnału z cewki pomiarowej na znaczne odległości do układów wzmacniających co zmniejsza odporność urządzenia na zakłócenia.

Zbliżeniowy dwuprzewodowy czujnik indukcyjny według wynalazku jest złożony z aktywnego dwdjnika i połączonego z nim czwórnika zawierającego elementy zabezpieczające i dopasowujące. Aktywny dwójnik zawiera wzmacniacz o określonej charakterystyce częstotliwościowej wyposażony w ogranicznik napięcia wyjściowego i pomiarową cewkę indukcyjną, z rdzeniem z magnesu trwałego. Jedno z wyprowadzeń cewki pomiarowej Jest połączone z nieodwracającym wejściem wzmacniacza, zaś drugie wyprowadzenie cewki jest połączone z jego wejściem odwracającym. Zasilające wyprowadzenia wzmacniacza są połączone z wyjściowymi zaciskami dwdjnika.

162 180

Przedstawione rozwiązanie charakteryzuje się tym, że jeden z zacisków wyjściowych dwójnlka jest połączony z jednym z wyprowadzeń cewki a nadto jeden z zacisków dwójnika jest połączony za pośrednictwem rezystora z niesymetrycznym wyjściem wzmacniacza.

Rozwiązanie takie nie wymaga stosowania układów polaryzujących wejścia wzmacniacza i umożliwia wyprowadzenie sygnału użytecznego i doprowadzenie energii zasilającej za pomocą dwóch przewodów.

Sygnał wyjściowy ze wzmacniacza według wynalazku jest proporcjonalny do strumienia magnetycznego skojarzonego z cewką pomiarową, a nie do jego pochodnej dzięki czemu czujnik Jest odporny na drgania i zewnętrzne pola magnetyczne.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został uwidoczniony na rysunku, na którym przedstawiono schemat czujnika.

Czujnik Jest złożony z aktywnego dwójnika 1, połączonego z nim czwórnika 2. Aktywny dwójnlk 1 zawiera pomiarową cewkę indukcyjną 3, z rdzeniem wykonanym z magnesu trwałego, której Jedno z wyprowadzeń jest połączone z nieodwracającym wejściem 4 wzmacniacza 3, którego odwracające wejście 6 jest połączone za pośrednictwem rezystora 7 z drugim wyprowadzeniem cewki 3. Zasilające wyprowadzenia 8 i 9 wzmacniacza 5 są połączone z zaciskami wyjściowymi 10 i 11 dwójnika 1 przy czym wyjściowy zacisk 10 jest połączony z wyprowadzeniem cewki 3. Dodatkowo wyjściowy zacisk 10 jest połączony z niesymetrycznym wyjściem 13 wzmacniacza 5 za pośrednictwem połączonych w szereg rezystora 14 i cewki indukcyjnej 15 sprzężonej magnetycznie z cewką 3. Czujnik jest nadto wyposażony w połączone równolegle diodę 16 l kondensator 17, włączone pomiędzy odwracające wejście 6 wzmacniacza 5 i jego niesymetryczne wyjście 13, oraz drugą diodę 18 włączoną między specjalne wejście ograniczające napięcie wyjściowe wzmacniacza 5 i zacisk 10 dwójnika 1. Zaciski wyjściowe 10 i 11 dwójnika 1 są połączone z zaciskami wejściowymi 19 i 19’ czwórnika 2, zawierającego diodę 22 zabezpieczającą przed odwrotnym włączeniem napięcia i kondensator przeciwzakłóceniowy 24 o małej pojemności. Czwórnik 2 może byó w najprostszym przypadku linią dwuprzewodową. Zaciski wyjściowe 20 i 21 czwórnika 2 służą do połączenia czujnika za pomocą kabla dwużyłowego z odległymi układami współpracującymi.

Sygnał z cewki 3 jest podauany między wejścia różnicowe 4 i 6 wzmacniacza 5. Rezystor 7, kondensator 17 i cewka 15 kształtują charakterystykę częstotliwościową w taki sposób, iż czujnik jest odporny na drgania tarczy zębatej i zewnętrzne pola magnetyczne. Elementy te mogą byó zbędne w przypadku zastosowania wzmacniacza o odpowiedniej charakterystyce. Diody 16 i 18 zapewniają ograniczenie wartości napięcia wyjściowego wzmacniacza 5 co uniezależnia prądowy sygnał wyjściowy od napięcia zasilania czujnika. W wielu przypadkach nie ma potrzeby stosowania takiej stabilizacji.

Przedstawiony układ charakteryzuje się tym, że jedno z wyprowadzeń cewki 3 jest połączone z wyprowadzeniem 10 dwójnika 1 co powoduje, że nie ma potrzeby stosowania układów polaryzujących, zaś połączenie wyjścia 13 wzmacniacza 5 z wyjściowym zaciskiem 10 dwójnika 1 przez rezystor 14 powoduje, że cykliczne zmiany wartości napięcia wyjściowego wzmacniacza 5 są zamieniane na proporcjonalny do tego napięcia prąd dopływający do czujnika 23 tą samą parą przewodów, którą dostarczana jest energia niezbędna do zasilania wzmacniacza 5. Cykliczne zmiany prądu czujnika informują układy współpracujące o częstotliwości przesuwania się zębów tarczy przed czołem czujnika a zatem o prędkości kątowej tarczy zębatej.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patent o*we

   Zbliżeniowy czujnik indukcyjny, przeznaczony szczególnie do pomiaru prędkości kątowej, złożony z czwórnika, zawierającego elementy zabezpieczające i dopasowuuące, oraz połączonego z czwórnikiem dwwjnnka, zawierającego wzmacnnicz, którego wyyrowadzenna zasilające są połączone z wypΓOwaCJeπlαmi wyjściowymi dwwjnika i pomiarową cewkę indukcyjną z rdzeniem wykonanym z maanesu trwałego, której jedno z wyprowadzeń jest połączone z nieodwracającym wejściem wzmacciacza zaś drugie wyypowaadenle cewki jest połączone z jego wejściem odwracającym, znamienny tym, że zacisk wyjściowy (10) dwWJnika (1) jest połączony, z jednym z wyprowadzeń cewki (3), a nadto jest połączony za pośrednictwem rezystora (14), z niesymetrycznym wyjściem (13) wzmacciaceα (5).