RU152876U1 - TURN ANGLE SENSOR - Google Patents

TURN ANGLE SENSOR Download PDF

Info

Publication number
RU152876U1
RU152876U1 RU2015102513/28U RU2015102513U RU152876U1 RU 152876 U1 RU152876 U1 RU 152876U1 RU 2015102513/28 U RU2015102513/28 U RU 2015102513/28U RU 2015102513 U RU2015102513 U RU 2015102513U RU 152876 U1 RU152876 U1 RU 152876U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
output
sensor
magnetic encoder
inputs
Prior art date
Application number
RU2015102513/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Ерзутов
Михаил Иванович Затравкин
Алексей Викторович Курбаков
Original Assignee
Александр Васильевич Ерзутов
Михаил Иванович Затравкин
Алексей Викторович Курбаков
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Ерзутов, Михаил Иванович Затравкин, Алексей Викторович Курбаков filed Critical Александр Васильевич Ерзутов
Priority to RU2015102513/28U priority Critical patent/RU152876U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU152876U1 publication Critical patent/RU152876U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

1. Датчик угла поворота, содержащий преобразователь угловых перемещений в электрический информационный сигнал, выполненный в виде абсолютного углового магнитного энкодера, питающую сеть, автономный источник питания, супервизор, первый вход которого подключен к питающей сети, и коммутатор, рабочие входы которого подключены к питающей сети и выходу автономного источника питания, отличающийся тем, он снабжен микроконтроллером с запоминающим устройством и блоком операционных усилителей с низкоомными выходами, при этом магнитный энкодер выполнен на основе туннельного магниторезистивного эффекта, а микроконтроллер - с возможностью перехода в режим микропотребления при снижении значения напряжения питающей сети ниже допустимого значения, входы питания микроконтроллера, блока операционных усилителей и второй вход супервизора подключены к выходу коммутатора, а вход питания магнитного энкодера - к питающему выходу микроконтроллера, информационные выходы магнитного энкодера подключены к соответствующим входам блока операционных усилителей, информационные входы микроконтроллера подключены к низкоомным выходам блока операционных усилителей, управляющий вход - к сигнальному выходу супервизора, а выход - к линии связи датчика с регистрирующим прибором непосредственно или через согласующее устройство.2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью формирования импульсного питания магнитного энкодера.3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью запоминания адреса датчика, присваиваемого с помощью внешнего устройства по линии связи с регист�1. A rotation angle sensor comprising a transducer of angular displacements into an electrical information signal made in the form of an absolute angular magnetic encoder, a supply network, an autonomous power source, a supervisor, the first input of which is connected to the supply network, and a switch, the working inputs of which are connected to the supply network and the output of an autonomous power source, characterized in that it is equipped with a microcontroller with a storage device and a block of operational amplifiers with low-impedance outputs, while the magnetic encoder based on the tunnel magnetoresistive effect, and the microcontroller with the possibility of switching to microconsumption when the supply voltage drops below the permissible value, the microcontroller power inputs, operational amplifier unit and the second supervisor input are connected to the switch output, and the magnetic encoder power input is connected to the supply the output of the microcontroller, the information outputs of the magnetic encoder are connected to the corresponding inputs of the block of operational amplifiers, the information inputs of the micro the controller connected to the low impedance outputs of the block of operational amplifiers, a control input - to the signal output of the supervisor, and an output - to a line sensor due to the recording device, either directly or via a matching ustroystvo.2. The sensor according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to form a pulsed power supply to the magnetic encoder. 3. The sensor according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to memorize the address of the sensor assigned by an external device via a register line�

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в устройствах для преобразования контролируемой величины - положения вращающегося объекта - в электрические сигналы, в частности, для определения углового положения подвижных конструктивных элементов грузоподъемных машин.The utility model relates to measuring technique and can be used in devices for converting a controlled value - the position of a rotating object - into electrical signals, in particular, to determine the angular position of the moving structural elements of hoisting machines.

В настоящее время одним из направлений в измерительной технике является разработка бесконтактных датчиков угла поворота вращающихся объектов на основе угловых магнитных энкодеров. В грузоподъемной технике такие датчики используются для определения угла поворота платформы грузоподъемного крана, длины телескопической стрелы, линейных или угловых перемещений грузозахватного органа. Конструкция таких датчиков описана, в частности, в следующих патентных документах:Currently, one of the areas in measuring technology is the development of proximity sensors for the angle of rotation of rotating objects based on angular magnetic encoders. In load-lifting equipment, such sensors are used to determine the angle of rotation of the platform of the crane, the length of the telescopic boom, linear or angular movements of the load-lifting body. The design of such sensors is described, in particular, in the following patent documents:

RU 47342 U1, B66C 23/64, 27.08.2005;RU 47342 U1, B66C 23/64, 08.27.2005;

RU 83131 U1, G01B 7/30, 20.05.2009;RU 83131 U1, G01B 7/30, 05.20.2009;

RU 94219 U1, B66C 13/46, 20.05.2010;RU 94219 U1, B66C 13/46, 05.20.2010;

RU 94332, G01C 9/06, 20.05.2010;RU 94332, G01C 9/06, 05/20/2010;

RU 120635 U1, B66C 13/46, 27.09.2012;RU 120635 U1, B66C 13/46, 09/27/2012;

RU 133522 U1, B66C 13/12, 20.10.2013.RU 133522 U1, B66C 13/12, 10.20.2013.

Угловые магнитные энкодеры обеспечивают свободные от помех выходные сигналы, устойчивы к внешним воздействиям и могут работать в достаточно широком диапазоне температур, что вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к измерительным устройствам, используемым в грузоподъемной технике. К недостатку указанных датчиков следует отнести отсутствие контроля изменения положения оборудования при отключенном внешнем питании. Кроме того, конструкция этих датчиков приспособлена к конкретным узлам грузоподъемной машины, что усложняет замену датчика при выходе из строя магниточувствительной микросхемы-преобразователя магнитного энкодера или потере свойств постоянного магнита.Angular magnetic encoders provide noise-free output signals, are resistant to external influences and can operate in a wide enough temperature range, which fully meets the requirements for measuring devices used in lifting equipment. The disadvantage of these sensors is the lack of control of the change in the position of the equipment when the external power is off. In addition, the design of these sensors is adapted to the specific nodes of the lifting machine, which complicates the replacement of the sensor in case of failure of the magnetically sensitive magnetic transducer of the magnetic encoder or the loss of the properties of a permanent magnet.

Известны также датчики угла поворота на основе угловых магнитных энкодеров, конструкция которых не приспособлена к конкретным узлам грузоподъемной машины, например, малогабаритный абсолютный датчик углового положения ЛИР-МА237 ОАО «СКБ ИС», Санкт-Петербург. Конструкция такого датчика описана в патенте RU 2377500, G01B 21/22, G01B 7/30, 27.12.2009.Rotary angle sensors based on angular magnetic encoders are also known, the design of which is not adapted to specific nodes of a lifting machine, for example, the LIR-MA237 small-sized absolute angular position sensor of OJSC SKB IS, St. Petersburg. The design of such a sensor is described in patent RU 2377500, G01B 21/22, G01B 7/30, 12/27/2009.

Данный датчик, также как и другие известные заявителю серийно выпускаемые отечественными и зарубежными фирмами угловые магнитные энкодеры, обладает тем же недостатком, что и описанные выше - отсутствие контроля изменения положения оборудования при отключенном внешнем питании.This sensor, as well as other angular magnetic encoders, commercially available by domestic and foreign companies, known to the applicant, has the same drawback as described above - the lack of control of the change in the position of the equipment when the external power is off.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является датчик угла поворота, содержащий преобразователь угловых перемещений в электрический информационный сигнал, выполненный в виде абсолютного углового магнитного энкодера на основе эффекта Холла, активатор с постоянным магнитом, установленный на валу магнитного энкодера, два геркона, установленные с возможностью срабатывания под воздействием поля постоянного магнита в последовательности, обусловленной направлением вращения вала, реверсивный счетчик импульсов, блок определения направления счета, масштабирующий умножитель, сумматор, задатчик выходной характеристики, формирователь выходной характеристики, супервизор, коммутатор, питающую сеть и автономный источник питания (RU 62916 U1, B66C 13/18, G01B 7/00, 10.05.2007).The closest to the proposed utility model in terms of essential features is a rotation angle sensor containing a transducer of angular displacements into an electric information signal made in the form of an absolute angular magnetic encoder based on the Hall effect, an activator with a permanent magnet mounted on the shaft of a magnetic encoder, two reed switches, installed with the possibility of operation under the influence of the field of a permanent magnet in the sequence due to the direction of rotation of the shaft, reverse pulse counter, counting direction determining unit, scaling multiplier, adder, output characteristic adjuster, output characteristic driver, supervisor, switch, mains supply and self-contained power supply (RU 62916 U1, B66C 13/18, G01B 7/00, 05/10/2007 )

Данный датчик позволяет контролировать текущее положение оборудования грузоподъемной машины как при включенном, так и при отключенном внешнем питании, с формированием на выходе информационных и управляющих сигналов различных типов. Однако наличие герконов для подсчета количества оборотов приводит к снижению надежности датчика.This sensor allows you to control the current position of the equipment of the lifting machine both when the external power is turned on and off, with the formation of various types of information and control signals at the output. However, the presence of reed switches for counting the number of revolutions reduces the reliability of the sensor.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание датчика угла поворота, обладающего повышенной надежностью с сохранением пониженного энергопотребления при питании от автономного источника.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a rotation angle sensor having increased reliability while maintaining reduced power consumption when powered by an autonomous source.

Дополнительные решаемые задачи и преимущества предлагаемой полезной модели будут понятны из последующего описания.Additional tasks to be solved and advantages of the proposed utility model will be clear from the following description.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что датчик угла поворота, содержащий преобразователь угловых перемещений в электрический информационный сигнал, выполненный в виде абсолютного углового магнитного энкодера, питающую сеть, автономный источник питания, супервизор, первый вход которого подключен к питающей сети, и коммутатор, рабочие входы которого подключены к питающей сети и выходу автономного источника питания, согласно полезной модели снабжен микроконтроллером с запоминающим устройством и блоком операционных усилителей с низкоомными выходами, при этом магнитный энкодер выполнен на основе туннельного магниторезистивного эффекта, а микроконтроллер - с возможностью перехода в режим микропотребления при снижении значения напряжения питающей сети ниже допустимого значения, входы питания микроконтроллера, блока операционных усилителей и второй вход супервизора подключены к выходу коммутатора, а вход питания магнитного энкодера - к питающему выходу микроконтроллера, информационные выходы магнитного энкодера подключены к соответствующим входам блока операционных усилителей, информационные входы микроконтроллера подключены к низкоомным выходам блока операционных усилителей, управляющий вход - к сигнальному выходу супервизора, а выход - к линии связи датчика с регистрирующим прибором непосредственно или через согласующее устройство.The solution of this problem and the achievement of the technical result is ensured by the fact that the rotation angle sensor comprising a converter of angular displacements into an electric information signal made in the form of an absolute angular magnetic encoder, a power supply network, an autonomous power supply, a supervisor, the first input of which is connected to the power supply, and the switch, the working inputs of which are connected to the mains and the output of an autonomous power source, according to a utility model is equipped with a microcontroller with a storage device by means of a device and a block of operational amplifiers with low-impedance outputs, while the magnetic encoder is based on the tunnel magnetoresistive effect, and the microcontroller is capable of switching to microconsumption when the supply voltage decreases below the permissible value, the power inputs of the microcontroller, the block of operational amplifiers and the second input of the supervisor connected to the output of the switch, and the power input of the magnetic encoder to the power output of the microcontroller, the information outputs of the magnetic encoder are connected to the corresponding inputs of the block of operational amplifiers, the information inputs of the microcontroller are connected to the low-impedance outputs of the block of operational amplifiers, the control input to the signal output of the supervisor, and the output to the communication line of the sensor with the recording device directly or through a matching device.

Достижению технического результата способствуют также частные существенные признаки полезной модели.The achievement of the technical result is also facilitated by the private essential features of the utility model.

Микроконтроллер выполнен с возможностью формирования импульсного питания магнитного энкодера.The microcontroller is configured to form a pulsed power supply of the magnetic encoder.

Микроконтроллер выполнен с возможностью запоминания адреса датчика, присваиваемого с помощью внешнего устройства по линии связи с регистрирующим приборомThe microcontroller is configured to store a sensor address assigned by an external device via a communication line with a recording device

Микроконтроллер выполнен с возможностью установки выходного сигнала датчика в заданное значение при определенном фиксированном положении вала магнитного энкодера и с возможностью изменения направления отсчета относительно начала координат.The microcontroller is configured to set the sensor output to a predetermined value at a certain fixed position of the magnetic encoder shaft and to change the reference direction relative to the origin.

Микроконтроллер выполнен с возможностью формирования цифрового информационного сигнала для передачи в регистрирующий прибор как сигнал тревоги при снижении напряжения автономного источника питания ниже допустимого значения.The microcontroller is configured to generate a digital information signal for transmission to the recording device as an alarm when the voltage of the autonomous power source decreases below an acceptable value.

Датчик дополнительно снабжен элементами для защиты от обратного напряжения, перенапряжения, короткого замыкания выхода и импульсных помех по цепи питания и линии связи датчика с регистрирующим прибором.The sensor is additionally equipped with elements for protection against reverse voltage, overvoltage, output short circuit and impulse noise along the power supply circuit and the sensor communication line with the recording device.

Снабжение датчика угла поворота микроконтроллером с запоминающим устройством и блоком операционных усилителей с низкоомными выходами при выполнении магнитного энкодера на основе туннельного магниторезистивного эффекта, а микроконтроллера - с возможностью перехода в режим микропотребления при снижении значения напряжения питающей сети ниже допустимого значения, позволяет снизить электропотребление данного датчика за счет более высокого входного сопротивления микросхемы-преобразователя магнитного энкодера по питанию относительно магнитных энкодеров на основе датчиков Холла, что особенно важно при питании датчика от автономного источника. Это позволяет исключить из конструкции датчика герконы для подсчета количества оборотов вала магнитного энкодера и упростить тем самым конструкцию датчика с сохранением пониженного энергопотребления от автономного источника.Providing the angle sensor with a microcontroller with a storage device and a block of operational amplifiers with low resistance outputs when the magnetic encoder is based on the tunnel magnetoresistive effect, and the microcontroller with the ability to switch to micro consumption mode when the voltage of the mains voltage is lower than the permissible value, reduces the power consumption of this sensor in due to the higher input impedance of the magnetic encoder converter microcircuit relative to about magnetic encoders based on Hall sensors, which is especially important when powering the sensor from an autonomous source. This makes it possible to exclude reed switches from the sensor design for counting the number of revolutions of the magnetic encoder shaft and thereby simplify the sensor design while maintaining reduced power consumption from an autonomous source.

Выполнение микроконтроллера с возможностью формирования импульсного питания магнитного энкодера дополнительно снижает энергопотребление предлагаемого датчика при питании его от автономного источника.The implementation of the microcontroller with the possibility of forming a pulsed power supply of the magnetic encoder further reduces the power consumption of the proposed sensor when it is powered from an autonomous source.

Выполнение микроконтроллера с возможностью запоминания адреса датчика, присваиваемого с помощью внешнего устройства по линии связи с регистрирующим прибором, обеспечивает возможность использования предлагаемого датчика в составе различных систем управления, в том числе и в приборах безопасности грузоподъемности.The implementation of the microcontroller with the ability to memorize the address of the sensor assigned using an external device through a communication line with a recording device, makes it possible to use the proposed sensor as part of various control systems, including load safety devices.

Выполнение микроконтроллера с возможностью установки выходного сигнала датчика в заданное значение при определенном фиксированном положении вала магнитного энкодера и с возможностью изменения направления отсчета датчика относительно начала координат позволяет упростить привязку датчика на грузоподъемной машине, так как нет необходимости в начальной ориентации положения магнита. Указанную привязку можно проводить программно путем принятия любого положение магнита за нулевое значение отсчета.The implementation of the microcontroller with the ability to set the output signal of the sensor to a predetermined value at a certain fixed position of the shaft of the magnetic encoder and with the ability to change the direction of reference of the sensor relative to the origin allows you to simplify the binding of the sensor on a lifting machine, since there is no need for an initial orientation of the magnet position. The specified binding can be carried out programmatically by taking any position of the magnet for a zero value of the reference.

Выполнение микроконтроллера с возможностью формирования цифрового информационного сигнала для передачи в регистрирующий прибор как сигнал тревоги при снижении напряжения автономного источника питания ниже допустимого значения, позволяет провести техническое обслуживание датчика до выхода его из работоспособного состояния, что дополнительно повышает его надежность.The implementation of the microcontroller with the possibility of generating a digital information signal for transmission to the recording device as an alarm when the voltage of the autonomous power source drops below the permissible value, allows the sensor to be serviced until it leaves its operational state, which further increases its reliability.

Снабжение датчика угла поворота элементами для защиты от обратного напряжения, перенапряжения, короткого замыкания выхода и импульсных помех по цепи питания и выхода предотвращает выход из строя электронных компонентов предлагаемого датчика, а также повышает надежность передачи данных к регистрирующему прибору.Providing the angle sensor with elements for protection against reverse voltage, overvoltage, output short circuit and impulse noise along the power and output circuits prevents the electronic components of the proposed sensor from malfunctioning, and also increases the reliability of data transmission to the recording device.

Достигаемый технический результат выражается в повышении надежности датчика путем упрощения его конструкции с сохранением пониженного энергопотребления датчика при питании его от автономного источника.Achievable technical result is expressed in increasing the reliability of the sensor by simplifying its design while maintaining reduced energy consumption of the sensor when it is powered from an autonomous source.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого датчика угла поворота; на фиг. 2 - общий вид датчика.In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed angle sensor; in FIG. 2 - general view of the sensor.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Датчик угла поворота содержит: преобразователь угловых перемещений в электрический информационный сигнал, выполненный в виде абсолютного углового магнитного энкодера 1 на основе туннельного магниторезистивного эффекта; микроконтроллер 2 с запоминающим устройством; блок 3 операционных усилителей с низкоомными выходами; согласующее устройство 4; коммутатор 5; супервизор 6; питающую сеть с напряжением Uпит.; и автономный источник питания 7.The rotation angle sensor comprises: a converter of angular displacements into an electrical information signal, made in the form of an absolute angular magnetic encoder 1 based on a tunnel magnetoresistive effect; microcontroller 2 with a storage device; block 3 operational amplifiers with low-impedance outputs; matching device 4; switch 5; supervisor 6; supply network with voltage U pit. ; and autonomous power supply 7.

Первый вход супервизора 6 и первый рабочий вход коммутатора 5 подключены к питающей сети. Второй рабочий вход коммутатора 5 подключен в выходу автономного источника питания 7. К выходу коммутатора 5 подключены: второй вход супервизора 6, вход питания блока 3 операционных усилителей и вход питания микроконтроллера 2, к питающему выходу которого подключен вход импульсного питания магнитного энкодера 8. Информационные выходы магнитного энкодера 8 подключены к соответствующим входам блока 3 операционных усилителей, низкоомные выходы которого соединены с информационными входами микроконтроллера 2. Управляющий вход микроконтроллера подключен к сигнальному выходу супервизора 6, а выход - к линии связи датчика с регистрирующим прибором через согласующее устройство 4.The first input of the supervisor 6 and the first working input of the switch 5 are connected to the mains. The second working input of the switch 5 is connected to the output of the autonomous power source 7. The following inputs are connected to the output of the switch 5: the second input of the supervisor 6, the power input of the unit 3 of the operational amplifiers and the power input of the microcontroller 2, to the supply output of which is connected the pulse power input of the magnetic encoder 8. Information outputs magnetic encoder 8 is connected to the corresponding inputs of the block 3 of operational amplifiers, the low-impedance outputs of which are connected to the information inputs of the microcontroller 2. The control input of the microcontroller and connected to the signal output of the supervisor 6, and the output to the communication line of the sensor with the recording device through the matching device 4.

Микроконтроллер 2 выполнен с возможностью:The microcontroller 2 is configured to:

перехода в режим микропотребления при снижении значения напряжения питающей сети ниже допустимого значения;transition to micro-consumption mode when the voltage value of the mains drops below the permissible value;

формирования импульсного питания магнитного энкодера;forming a pulse power supply of the magnetic encoder;

запоминания адреса датчика, присваиваемого с помощью внешнего устройства по линии связи с регистрирующим прибором;storing the address of the sensor assigned using an external device via a communication line with a recording device;

установки выходного сигнала датчика в заданное значение при определенном фиксированном положении вала магнитного энкодера и изменения направления отсчета относительно начала координат;setting the output signal of the sensor to a predetermined value at a certain fixed position of the shaft of the magnetic encoder and changing the reference direction relative to the origin;

формирования цифрового информационного сигнала для передачи в регистрирующий прибор как сигнал тревоги при снижении напряжения автономного источника питания ниже допустимого значения.the formation of a digital information signal for transmission to the recording device as an alarm when the voltage of the stand-alone power source drops below an acceptable value.

Датчик может быть также снабжен элементами для защиты от обратного напряжения, перенапряжения, короткого замыкания выхода и импульсных помех по цепи питания и линии связи датчика с регистрирующим прибором.The sensor can also be equipped with elements for protection against reverse voltage, overvoltage, output short circuit and impulse noise along the power supply circuit and the sensor's communication line with the recording device.

Магнитный энкодер 1 включает в себя чувствительный элемент в виде интегральной микросхемы-преобразователя 8 и закрепленный на валу 9 магнитного энкодера с зазором относительно чувствительного элемента постоянный магнит 10, линии магнитной индукции которого параллельны плоскости микросхемы-преобразователя. Магнит 10 имеет цилиндрическую форму и диаметральную намагниченность.Magnetic encoder 1 includes a sensitive element in the form of an integrated transducer microcircuit 8 and a permanent magnet 10 mounted on the shaft 9 of the magnetic encoder with a gap relative to the sensitive element, the magnetic induction lines of which are parallel to the plane of the converter microcircuit. The magnet 10 has a cylindrical shape and a diametrical magnetization.

Согласующее устройство 4 включает в себя в общем виде контроллер стандартного последовательного интерфейса, например, CAN, и приемопередатчик этого интерфейса для подключения к общему последовательному интерфейсному каналу. В случае, когда микроконтроллер 2 содержит в себе контроллер последовательного интерфейса, то согласующее устройство 4 может включать в себя только приемопередатчик последовательного интерфейса.The matching device 4 includes in general a standard serial interface controller, for example CAN, and a transceiver of this interface for connecting to a common serial interface channel. In the case where the microcontroller 2 comprises a serial interface controller, then the matching device 4 may include only a serial interface transceiver.

Коммутатор 5 выполнен на двух встречно направленных диодах 11 и 12, аноды которых соединены с рабочими входами коммутатора, а катоды соединены между собой и подключены к выходу коммутатора.The switch 5 is made on two opposite directional diodes 11 and 12, the anodes of which are connected to the working inputs of the switch, and the cathodes are interconnected and connected to the output of the switch.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

При вращении вала 9 магнитного энкодера 1, соединенного, например, с валом оборудования грузоподъемной машины, микросхема-преобразователь 8, выполненная на основе туннельного магниторезистивного эффекта, считывает угловое положение постоянного магнита 10. На выходе микросхемы-преобразователя 8 формируются SIN и COS квадратурные сигналы от угла поворота магнита 10 относительно чувствительной оси датчика. Усиленные в блоке 3 сигналы поступают на входы микроконтроллера 2. Микроконтроллер 2 преобразует эти сигналы в код, несущий информацию об абсолютном угловом положении оборудования грузоподъемной машины. Дальнейшее преобразование базового сигнала позволяет получать выходные сигналы различного формата.When rotating the shaft 9 of the magnetic encoder 1, connected, for example, to the shaft of the equipment of the lifting machine, the converter chip 8, based on the tunnel magnetoresistive effect, reads the angular position of the permanent magnet 10. At the output of the converter chip 8, SIN and COS quadrature signals from the angle of rotation of the magnet 10 relative to the sensitive axis of the sensor. The signals amplified in block 3 are fed to the inputs of microcontroller 2. Microcontroller 2 converts these signals into a code that carries information about the absolute angular position of the equipment of the hoisting machine. Further conversion of the basic signal allows you to receive output signals of various formats.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предлагаемый датчик может быть изготовлен промышленным способом на приборостроительном заводе с использованием современных электронных компонентов и технологий.The proposed sensor can be manufactured industrially at the instrument-making plant using modern electronic components and technologies.

Микроконтроллер 2 может быть реализован на основе микросхемы MSP430F149 фирмы “Texas Instruments” (США), включающей в себя аналого-цифровой преобразователь для преобразования SIN и COS аналоговых сигналов в цифровые, а в качестве магниточувствительной микросхемы-преобразователя 8 магнитного энкодера 1 можно использовать микросхему-преобразователь MMA253F фирмы MultiDimension Technology Co., Ltd.Microcontroller 2 can be implemented on the basis of the MSP430F149 chip from Texas Instruments (USA), which includes an analog-to-digital converter for converting SIN and COS analog signals to digital, and as a magnetosensitive converter chip 8 of magnetic encoder 1, you can use the microchip MMA253F Transducer from MultiDimension Technology Co., Ltd.

В качестве контроллера последовательного интерфейса можно использовать, например, микросхемы МСР2515 или микросхемы SJA1000, а в качестве приемопередатчиков последовательного интерфейса - микросхемы SN65HVD1040 или ISO1050DUB (в случае использования интерфейсной шины CAN). Кроме того, согласующее устройство 4 может быть выполнено на основе специализированной микросхемы TJA1050T.You can use, for example, MCP2515 chips or SJA1000 chips as a serial interface controller, and SN65HVD1040 or ISO1050DUB chips (if you use a CAN interface bus) as serial interface transceivers. In addition, matching device 4 can be made on the basis of a specialized chip TJA1050T.

Микроконтроллер 2 может быть также реализован на основе одной микросхемы, включающей устройство согласования с линией связи.The microcontroller 2 can also be implemented on the basis of a single chip, including a device matching with the communication line.

В качестве автономного источника питания 7 может быть использована, например, литиевая батарея SL-360/PT.As a standalone power source 7 can be used, for example, a lithium battery SL-360 / PT.

Claims (6)

1. Датчик угла поворота, содержащий преобразователь угловых перемещений в электрический информационный сигнал, выполненный в виде абсолютного углового магнитного энкодера, питающую сеть, автономный источник питания, супервизор, первый вход которого подключен к питающей сети, и коммутатор, рабочие входы которого подключены к питающей сети и выходу автономного источника питания, отличающийся тем, он снабжен микроконтроллером с запоминающим устройством и блоком операционных усилителей с низкоомными выходами, при этом магнитный энкодер выполнен на основе туннельного магниторезистивного эффекта, а микроконтроллер - с возможностью перехода в режим микропотребления при снижении значения напряжения питающей сети ниже допустимого значения, входы питания микроконтроллера, блока операционных усилителей и второй вход супервизора подключены к выходу коммутатора, а вход питания магнитного энкодера - к питающему выходу микроконтроллера, информационные выходы магнитного энкодера подключены к соответствующим входам блока операционных усилителей, информационные входы микроконтроллера подключены к низкоомным выходам блока операционных усилителей, управляющий вход - к сигнальному выходу супервизора, а выход - к линии связи датчика с регистрирующим прибором непосредственно или через согласующее устройство.1. A rotation angle sensor comprising a transducer of angular displacements into an electrical information signal made in the form of an absolute angular magnetic encoder, a supply network, an autonomous power source, a supervisor, the first input of which is connected to the supply network, and a switch, the working inputs of which are connected to the supply network and the output of an autonomous power source, characterized in that it is equipped with a microcontroller with a storage device and a block of operational amplifiers with low-impedance outputs, while the magnetic encoder based on the tunnel magnetoresistive effect, and the microcontroller with the possibility of switching to microconsumption when the supply voltage drops below the permissible value, the microcontroller power inputs, operational amplifier unit and the second supervisor input are connected to the switch output, and the magnetic encoder power input is connected to the supply the output of the microcontroller, the information outputs of the magnetic encoder are connected to the corresponding inputs of the block of operational amplifiers, the information inputs of the micro the controller connected to the low impedance outputs of the block of operational amplifiers, a control input - to the signal output of the supervisor, and an output - to a line sensor due to the recording device, either directly or through a matching device. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью формирования импульсного питания магнитного энкодера.2. The sensor according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to form a pulsed power supply to the magnetic encoder. 3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью запоминания адреса датчика, присваиваемого с помощью внешнего устройства по линии связи с регистрирующим прибором.3. The sensor according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to store a sensor address assigned by an external device via a communication line with a recording device. 4. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью установки выходного сигнала датчика в заданное значение при определённом фиксированном положении вала магнитного энкодера и с возможностью изменения направления отсчёта относительно начала координат.4. The sensor according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to set the output signal of the sensor to a predetermined value at a certain fixed position of the magnetic encoder shaft and with the possibility of changing the reference direction relative to the origin. 5. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью формирования цифрового информационного сигнала для передачи в регистрирующий прибор как сигнал тревоги при снижении напряжения автономного источника питания ниже допустимого значения.5. The sensor according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to generate a digital information signal for transmission to the recording device as an alarm when the voltage of the autonomous power source decreases below an acceptable value. 6. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен элементами для защиты от обратного напряжения, перенапряжения, короткого замыкания выхода и импульсных помех по цепи питания и линии связи датчика с регистрирующим прибором.
Figure 00000001
6. The sensor according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with elements for protection against reverse voltage, overvoltage, output short circuit and impulse noise along the power supply circuit and the sensor communication line with the recording device.
Figure 00000001
RU2015102513/28U 2015-01-27 2015-01-27 TURN ANGLE SENSOR RU152876U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102513/28U RU152876U1 (en) 2015-01-27 2015-01-27 TURN ANGLE SENSOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102513/28U RU152876U1 (en) 2015-01-27 2015-01-27 TURN ANGLE SENSOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU152876U1 true RU152876U1 (en) 2015-06-20

Family

ID=53434090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015102513/28U RU152876U1 (en) 2015-01-27 2015-01-27 TURN ANGLE SENSOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU152876U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221896U1 (en) * 2023-04-10 2023-11-29 Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД" Angle sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221896U1 (en) * 2023-04-10 2023-11-29 Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД" Angle sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017533436A5 (en)
CN208084385U (en) For robot absolute zero position detection device and be connected with the robot of the device
CN102624375A (en) Signal processing device compatible with multiple kinds of interfaces of encoders and rotary transformers
CN204085446U (en) Magnetic sensitive angle sensor
CN207113898U (en) A kind of Hall magnetic rotary displacement transducer control circuit
RU94219U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE LENGTH AND ANGLE OF THE TILES OF THE TELESCOPIC ARROW OF THE LOADING MACHINE
RU152876U1 (en) TURN ANGLE SENSOR
CN204265341U (en) Can the tower machine anticollision terminal of measuring wind
CN202940789U (en) Frequency current isolation conversion module
CN201235929Y (en) Digital ship helm angle meter
CN210375162U (en) Shaft side magnetic rotary encoder
CN212007071U (en) Binary output angle sensor circuit
RU2300736C1 (en) Arrangement for measuring an angular travel of constructive elements
RU127899U1 (en) NON-CONTACT INTELLIGENT MAGNET RESISTANCE ANGULAR SENSOR
RU62916U1 (en) LIFTING MACHINE EQUIPMENT SENSOR
CN201235931Y (en) Digital ship helm angle transmitter
RU164862U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING ANGLE OF TURNING THE PLATFORM OF THE LIFTING AND TRANSPORT MACHINE
RU63053U1 (en) LIFTING MACHINE POSITION SENSOR
CN106125027B (en) A kind of detection circuit and detection method of brshless DC motor Hall sensor
CN103994712A (en) Passive linear displacement sensor
RU94332U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING ANGULAR MOVEMENTS OF A LOADING MACHINE PLATFORM
CN108481365A (en) For the absolute zero position detection device and detection method of robot, robot
US11874297B2 (en) High-resolution PWM wheel speed sensor protocol
CN213182383U (en) 4mA ~20mA electric current type angle sensor device
CN211351979U (en) Robot joint motor capable of determining initial angle of output flange

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200128