RU177150U1 - SPEED SENSOR - Google Patents

SPEED SENSOR Download PDF

Info

Publication number
RU177150U1
RU177150U1 RU2017137824U RU2017137824U RU177150U1 RU 177150 U1 RU177150 U1 RU 177150U1 RU 2017137824 U RU2017137824 U RU 2017137824U RU 2017137824 U RU2017137824 U RU 2017137824U RU 177150 U1 RU177150 U1 RU 177150U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
sensor
speed sensor
speed
hall sensor
Prior art date
Application number
RU2017137824U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Корзин
Людмила Витальевна Кузнецова
Александр Владимирович Бывшев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор"
Priority to RU2017137824U priority Critical patent/RU177150U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU177150U1 publication Critical patent/RU177150U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/4802Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general
    • G01P3/4805Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general by using circuits for the electrical integration of the generated pulses

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, формирующим электрический сигнал с частотой, пропорциональной скорости вращения зубчатого колеса на валу, и может быть использована в различных областях промышленности для определения скорости вращения валов. Датчик скорости содержит корпус, магниточувствительный узел с магнитной системой, микросхемой датчика Холла, при этом магнитная система представлена аксиально намагниченным постоянным магнитом цилиндрической формы совместно с концентратором магнитного поля из магнитопроводящей стали, расположенным со стороны рабочего полюса магнита и выполненным с возможностью частичного выхода магнитного потока, интегральным активным датчиком Холла с функцией самокалибровки, установленным непосредственно на поверхности концентратора с упором в верхнюю пластмассовую крышку держателя. Технический результат – повышение чувствительности, улучшение термо- и виброустойчивости датчика скорости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to devices forming an electrical signal with a frequency proportional to the speed of rotation of the gear on the shaft, and can be used in various industries to determine the speed of rotation of the shafts. The speed sensor comprises a housing, a magnetosensitive assembly with a magnetic system, a Hall sensor microcircuit, while the magnetic system is represented by an axially magnetized permanent magnet of cylindrical shape together with a magnetic field concentrator made of magnetically conductive steel located on the side of the working pole of the magnet and configured to partially exit the magnetic flux, an integrated active Hall sensor with a self-calibration function installed directly on the surface of the concentrator with an emphasis upper plastic lid. The technical result is an increase in sensitivity, improved thermal and vibration resistance of the speed sensor. 2 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Техническое решение относится к устройствам, формирующим электрический сигнал с частотой, пропорциональной скорости вращения зубчатого колеса на валу, и может быть использовано в различных областях промышленности, для определения скорости вращения валов, например, в автомобильной промышленности для определения скорости движения автотранспортного средства.The technical solution relates to devices that generate an electrical signal with a frequency proportional to the speed of rotation of the gear on the shaft, and can be used in various industries to determine the speed of rotation of the shafts, for example, in the automotive industry to determine the speed of a vehicle.

Известен датчик для регистрации ферромагнитного объекта (RU, 2244309, G01P 3/48, публ. 10.01.2005), содержащий немагнитный корпус, магнито-чувствительный узел, состоящий из кольцевого постоянного магнита и ферромагнитного сердечника с резьбой и головкой.A known sensor for registering a ferromagnetic object (RU, 2244309, G01P 3/48, publ. 10.01.2005), comprising a non-magnetic body, magnetically sensitive node, consisting of an annular permanent magnet and a ferromagnetic core with a thread and a head.

Недостатком данной конструкции магнитной системы датчика является то, что ферромагнитный сердечник требует индивидуальной колибровки нулевой точки, отличающийся для каждого датчика.The disadvantage of this design of the sensor’s magnetic system is that the ferromagnetic core requires an individual zero calibration, which is different for each sensor.

За прототип принят известный датчик для регистрации ферромагнитного объекта (RU 2284527, G01P 3/48, публ. 27.09.2006), в котором имеется магниточувствительная микросхема и постоянный магнит (ПМ) в виде втулки, в нулевой точке которого и помещается микросхема. Для работы датчика микросхему необходимо поместить четко в нулевую зону ПМ, где индукция магнитного поля не превышает порог чувствительности микросхемы.The prototype is a well-known sensor for registering a ferromagnetic object (RU 2284527, G01P 3/48, publ. 09/27/2006), in which there is a magnetically sensitive microcircuit and a permanent magnet (PM) in the form of a sleeve, at the zero point of which the microcircuit is placed. For the sensor to work, the microcircuit must be placed clearly in the zero zone of the PM, where the magnetic field induction does not exceed the microcircuit sensitivity threshold.

Датчик бесконтактный работает в паре с ферромагнитным колесом и предназначен для преобразования вращения ферромагнитного колеса в электрические импульсы, частота которых пропорциональна скорости движения автомобиля.The proximity sensor works in conjunction with a ferromagnetic wheel and is designed to convert the rotation of the ferromagnetic wheel into electrical impulses, the frequency of which is proportional to the speed of the car.

Недостатками данного прибора являются:The disadvantages of this device are:

- необходимость индивидуальной колибровки положения датчика Холла в магнитной системе;- the need for individual calibration of the position of the Hall sensor in the magnetic system;

- отсутствие защиты от отклонений параметров колибровки вследствие температурных и вибрационных воздействий;- lack of protection against deviations of the calibration parameters due to temperature and vibration influences;

- применение датчика Холла с жесткими ограничениями по уровню гистерезиса магнитной индукции.- the use of a Hall sensor with severe restrictions on the level of hysteresis of magnetic induction.

Техническим результатом полезной модели является повышение чувствительности датчика, улучшение термо- и виброустойчивости датчика скорости.The technical result of the utility model is to increase the sensitivity of the sensor, improving the thermal and vibration resistance of the speed sensor.

Для достижения заявляемого технического результата решаются следующие задачи:To achieve the claimed technical result, the following tasks are solved:

- изменение магнитной системы датчика с целью увеличения воздушного зазора между датчиком и ферромагнитным колесом;- changing the magnetic system of the sensor in order to increase the air gap between the sensor and the ferromagnetic wheel;

- упрощение конструкции датчика;- simplification of the design of the sensor;

- реализация функции автоподстройки параметров датчика.- implementation of the auto-tuning function of the sensor parameters.

Поставленные задачи решаются тем, что изменяется конструкция магнитной системы магниточувствительного узла:The tasks are solved in that the design of the magnetic system of the magnetically sensitive assembly changes:

вместо магнита-втулки применяется аксиально намагниченный магнит цилиндрического типа совместно с концентратором из магнитопроводящей стали. Концентратор расположен со стороны рабочего полюса магнита и имеет специальную конструкцию с частичным выходом магнитного потока. Микросхема располагается непосредственно на поверхности концентратора. Положение компонентов магнитной системы обеспечивается конструкцией держателя, исключающей возможности их смещения..instead of a sleeve magnet, an axially magnetized magnet of a cylindrical type is used together with a concentrator of magnetically conductive steel. The hub is located on the side of the working pole of the magnet and has a special design with a partial output of magnetic flux. The chip is located directly on the surface of the hub. The position of the components of the magnetic system is ensured by the design of the holder, eliminating the possibility of their displacement ..

Конструкция датчика упрощается за счет исключения металлической крышки, требующей завальцовки. Используемая пластмассовая крышка выполняет роль держателя и ограничителя сдвига магнитной системы и печатной платы.The design of the sensor is simplified by eliminating the metal cover requiring rolling. The used plastic cover acts as a holder and a limiter for the shift of the magnetic system and the printed circuit board.

Применение предлагаемой конструкции с магнитным концентратором и микросхемой обеспечивает датчику повышенную устойчивость к механическим вибрациям, ударам, внешним электромагнитным помехам.The application of the proposed design with a magnetic hub and microcircuit provides the sensor with increased resistance to mechanical vibrations, shocks, external electromagnetic interference.

В качестве источника магнитной энергии возможно использование высококоэрцитивных магнитов типа гексаферритов, неодим-железо-бор, самарий-кобальт, а также магнитопластов на их основе.As a source of magnetic energy, it is possible to use highly coercive magnets such as hexaferrites, neodymium-iron-boron, samarium-cobalt, as well as magnetoplastics based on them.

Чувствительность датчика скорости повышается за счет использования интегрального активного датчика Холла, который имеет функцию самокалибровки при включении и в процессе работы. Функция самокалибровки датчика позволяет нивелировать:The sensitivity of the speed sensor is increased through the use of an integrated active Hall sensor, which has a self-calibration function when turned on and during operation. The self-calibration function of the sensor allows you to level:

- разброс параметров магнитной системы датчиков (от датчика к датчику);- scatter of the parameters of the magnetic system of sensors (from sensor to sensor);

- - температурный дрейф параметров магнитной системы;- - temperature drift of the parameters of the magnetic system;

- колебания рабочей точки датчика вследствие вибрационных и ударных воздействий;- fluctuations in the operating point of the sensor due to vibration and shock;

- изменения параметров магнитной системы в процессе эксплуатации;- changes in the parameters of the magnetic system during operation;

- изменение параметров датчика в составе автотранспортного средства из-за воздействия магнитопроводящих материалов (магнитной стружки, деталей окружения и др.).- change in the parameters of the sensor in the composition of the vehicle due to the action of magnetically conductive materials (magnetic chips, environmental details, etc.).

Активный датчик Холла подключается к печатной плате, которая может содержать следующие функциональные блоки:The active Hall sensor is connected to a printed circuit board, which may contain the following function blocks:

- схемы дублирования/инвертирования/сигнала от активного датчика Холла;- duplication / inversion / signal schemes from the active Hall sensor;

- гальванические развязки;- galvanic isolation;

- схемы защиты от электромагнитных воздействий в бортовой электросети автотранспортного средства;- protection schemes against electromagnetic influences in the vehicle electrical system;

- частотный фильтр.- frequency filter.

Полезная модель поясняется следующими иллюстрациями. Фиг. 1 - конструктивная схема датчика скорости.The utility model is illustrated by the following illustrations. FIG. 1 is a structural diagram of a speed sensor.

Датчик скорости автомобиля используется для регистрации вращения зубчатого ферромагнитного колеса (1), закрепленного на валу и содержит металлический корпус (2), магниточувствительный узел, состоящий из постоянного цилиндрического магнита (8), концентратора магнитного поля (9) и активного датчика Холла (5), соединенного с печатной платой (7), которая выполняет функцию согласования сигналов с электроникой автомобиля, и связанной с помощью соединителей (11) с выводными контактами (4), жестко зафиксированными в разъеме (3). При этом, элементы магниточувствительного узла фиксируются в корпусе (2) с помощью держателя (6), и, совместно с печатной платой (7), заливаются синтетическим материалом (10), Держатель (6) выполняет функцию крышки и как разъем (3) завальцовывается в корпусе для обеспечения герметичности.The vehicle’s speed sensor is used to register the rotation of a ferromagnetic gear wheel (1) mounted on a shaft and contains a metal housing (2), a magnetically sensitive assembly consisting of a permanent cylindrical magnet (8), a magnetic field concentrator (9), and an active Hall sensor (5) connected to a printed circuit board (7), which performs the function of matching signals with the electronics of the car, and connected via connectors (11) to the output contacts (4), rigidly fixed in the connector (3). At the same time, the elements of the magnetically sensitive assembly are fixed in the housing (2) with the holder (6), and, together with the printed circuit board (7), are filled with synthetic material (10), the holder (6) acts as a cover and, as a connector (3), is rolled in the housing for tightness.

Датчик работает следующим образом:The sensor works as follows:

Датчик устанавливается перпендикулярно рабочей поверхности регистрируемого ферромагнитного колеса, имеющего конструкцию «зуб-впадина». При изменении магнитного поля, вызванного приближением или удалением ферромагнитного колеса, происходит срабатывание активного датчика Холла. Когда «зуб» ферромагнитного колеса расположен в зоне чувствительности датчика, индукция магнитного поля в точке позиционирования активного датчика Холла превышает значение ВОР и микросхема Холла находится в состоянии «включено». Когда в зоне чувствительности датчика оказывается «впадина» ферромагнитного колеса, величина магнитной индукции Bt в точке позиционирования микросхемы Холла становится ниже ВОР и микросхема Холла переходит в состояние «выключено».The sensor is mounted perpendicular to the working surface of the registered ferromagnetic wheel having a tooth-cavity design. When the magnetic field changes due to the approach or removal of the ferromagnetic wheel, the active Hall sensor is triggered. When the “tooth” of the ferromagnetic wheel is located in the sensor sensitivity zone, the magnetic field induction at the positioning point of the active Hall sensor exceeds the value of OR and the Hall microcircuit is in the “on” state. When the “cavity” of the ferromagnetic wheel is in the sensor sensitivity zone, the magnetic induction value Bt at the positioning point of the Hall microcircuit becomes lower than OR and the microcircuit goes into the “off” state.

Таким образом, реализация заявляемой полезной модели решает все поставленные авторами задачи.Thus, the implementation of the claimed utility model solves all the problems posed by the authors.

Claims (4)

1. Датчик скорости, включающий корпус, магниточувствительный узел, с магнитной системой, микросхемой датчика Холла, отличающийся тем, что1. The speed sensor, comprising a housing, magnetically sensitive node, with a magnetic system, a Hall sensor chip, characterized in that магнитная система представлена аксиально намагниченным постоянным магнитом цилиндрической формы совместно с концентратором магнитного поля из магнитопроводящей стали, расположенным со стороны рабочего полюса магнита и выполненным с возможностью частичного выхода магнитного потока, интегральным активным датчиком Холла с функцией самокалибровки, установленным непосредственно на поверхности концентратора с упором в верхнюю пластмассовую крышку держателя.the magnetic system is represented by an axially magnetized permanent magnet of cylindrical shape together with a magnetic field concentrator made of magnetically conductive steel located on the side of the working pole of the magnet and configured to partially exit the magnetic flux, an integral active Hall sensor with a self-calibration function installed directly on the surface of the concentrator with emphasis on the upper plastic holder cover. 2. Датчик скорости по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника магнитной энергии используют высококоэрцитивные постоянные магниты типа гексаферритов, неодим-железо-бор, самарий-кобальт, магнитопластов на их основе.2. The speed sensor according to claim 1, characterized in that highly coercive permanent magnets such as hexaferrites, neodymium-iron-boron, samarium-cobalt, and magnetoplastics based on them are used as a source of magnetic energy. 3. Датчик скорости по п. 1, отличающийся тем, что постоянный магнит, держатель, печатная плата, концентратор, датчик Холла залиты компаундом.3. The speed sensor according to claim 1, characterized in that the permanent magnet, holder, printed circuit board, hub, Hall sensor are flooded with a compound.
RU2017137824U 2017-10-30 2017-10-30 SPEED SENSOR RU177150U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137824U RU177150U1 (en) 2017-10-30 2017-10-30 SPEED SENSOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137824U RU177150U1 (en) 2017-10-30 2017-10-30 SPEED SENSOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU177150U1 true RU177150U1 (en) 2018-02-12

Family

ID=61227183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017137824U RU177150U1 (en) 2017-10-30 2017-10-30 SPEED SENSOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU177150U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4745363A (en) * 1986-07-16 1988-05-17 North American Philips Corporation Non-oriented direct coupled gear tooth sensor using a Hall cell
RU2010229C1 (en) * 1992-03-26 1994-03-30 Юрий Геннадьевич Лабазов Pickup of rotational speed
RU2284527C1 (en) * 2005-01-24 2006-09-27 Открытое Акционерное Общество "Завод "Автоприбор" Detector for registration of ferromagnetic object
RU66548U1 (en) * 2007-05-08 2007-09-10 Открытое Акционерное Общество "Завод "Автоприбор" DEVICE FOR MONITORING SPEED SENSOR SETUP
WO2009157991A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-30 Magic Technologies, Inc. Highly sensitive amr bridge for gear tooth sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4745363A (en) * 1986-07-16 1988-05-17 North American Philips Corporation Non-oriented direct coupled gear tooth sensor using a Hall cell
RU2010229C1 (en) * 1992-03-26 1994-03-30 Юрий Геннадьевич Лабазов Pickup of rotational speed
RU2284527C1 (en) * 2005-01-24 2006-09-27 Открытое Акционерное Общество "Завод "Автоприбор" Detector for registration of ferromagnetic object
RU66548U1 (en) * 2007-05-08 2007-09-10 Открытое Акционерное Общество "Завод "Автоприбор" DEVICE FOR MONITORING SPEED SENSOR SETUP
WO2009157991A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-30 Magic Technologies, Inc. Highly sensitive amr bridge for gear tooth sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4066962A (en) Metal detecting device with magnetically influenced Hall effect sensor
US9933448B1 (en) Stray-field robust, twist-insensitive magnetic speed sensors
US7576533B2 (en) Inductive angular-position sensor
US4626781A (en) Device for detecting the speed of rotation and/or an angle of rotation of a shaft
US5814985A (en) Incremental sensor of speed and/or position for detecting low and null speeds
US6130535A (en) Measuring device for determination of rotary angle between stator and rotor
US20070120556A1 (en) Magnetic position sensor for a mobile object with limited linear travel
JPH0684892B2 (en) Magnetic field oscillator with permanent magnet and hall generator
CN109507619B (en) Magnetic sensor apparatus and method
US20160033305A1 (en) Magnetic linear or rotary encoder
CN107152937A (en) Axle integrated angle sensor device
US6160322A (en) Pulse signal generation method and apparatus
US6703830B2 (en) Tunable magnetic device for use in a proximity sensor
RU177150U1 (en) SPEED SENSOR
CN106643820A (en) Inner cone angle magnetic liquid inertia sensor for rectangular permanent magnet
US11802886B2 (en) Zero-gauss-magnet for differential, twist-insensitive magnetic speed sensors
CN100387928C (en) Pulse generator integrated with rotor angle sensor
EP0903856A2 (en) Pulse signal generation method and apparatus
JP3427489B2 (en) Position detection device
RU2561303C1 (en) Linear microaccelerometer
RU2244309C2 (en) Ferromagnetic object detector
KR100189296B1 (en) Magnetic sensor for detecting revolutions using magnetic focusing structure
CN213748604U (en) Measuring meter
CN212931639U (en) Magnetic fluid dynamic line vibration sensor with runway-type structure
JPH0514829U (en) Magnetic detection device