RU2202767C2 - Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance - Google Patents

Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance Download PDF

Info

Publication number
RU2202767C2
RU2202767C2 RU2000100727/28A RU2000100727A RU2202767C2 RU 2202767 C2 RU2202767 C2 RU 2202767C2 RU 2000100727/28 A RU2000100727/28 A RU 2000100727/28A RU 2000100727 A RU2000100727 A RU 2000100727A RU 2202767 C2 RU2202767 C2 RU 2202767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic flux
output
pickup
sensor
magnetic resistance
Prior art date
Application number
RU2000100727/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000100727A (en
Inventor
А.В. Малышев
Ю.В. Миронов
Ю.М. Федоренко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
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 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority to RU2000100727/28A priority Critical patent/RU2202767C2/en
Publication of RU2000100727A publication Critical patent/RU2000100727A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2202767C2 publication Critical patent/RU2202767C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: testing equipment. SUBSTANCE: procedure can be used in devices which generate electric signal of required form across output of inductive pickup of variable magnetic resistance while pickup is undergoing test as well as in devices and system utilizing such signal. Value of magnetic flux flowing through sensitive element of pickup is changed in accordance with given procedure. Additional magnetic flux is formed in this case and is summed up with inherent magnetic flux of pickup. EFFECT: generation of electric signal in absence of traveling master pickup, reduced energy consumption for generation of this signal. 5 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для получения электрического сигнала требуемой формы на выходе индуктивного датчика переменного магнитного сопротивления при испытании датчика, а также устройства или системы, использующих такой сигнал. The invention relates to testing equipment and can be used to obtain an electrical signal of the desired shape at the output of an inductive sensor of variable magnetic resistance when testing a sensor, as well as a device or system using such a signal.

Для управления объектами, имеющими движущиеся части, широко используются индуктивные датчики. Под термином "индуктивный датчик" понимается первичный преобразователь, роль чувствительного элемента в котором выполняет индуктивность. Inductive sensors are widely used to control objects with moving parts. The term "inductive sensor" means a primary converter, in which the inductance plays the role of a sensing element.

Известны индуктивные датчики переменного магнитного сопротивления (термин см., например, МКИ 5 G 01 P 1/02, заявка RP 0394824, опубл. 31.10.90 г. , МКИ 5 G 01 P 3/488, заявка Франции FR 2669736, опубл. 29.05.92 г.), в конструкцию которых, помимо индуктивности, включены полюсный штифт и постоянный магнит. Магнит является источником постоянного магнитного потока, пронизывающего чувствительный элемент датчика. Inductive sensors of variable magnetic resistance are known (for example, see MKI 5 G 01 P 1/02, application RP 0394824, publ. 31.10.90, MKI 5 G 01 P 3/488, French application FR 2669736, publ. 05/29/92), the design of which, in addition to inductance, includes a pole pin and a permanent magnet. The magnet is a source of constant magnetic flux penetrating the sensor element.

Известно использование индуктивных датчиков переменного магнитного сопротивления в системе управления ДВС (см. МКИ 5 G 01 Р 1/02, заявки WO 94/17417, WO 94/17418, WO 94/17419, опубл. 04.08.94 г.), антиблокировочной системе автомобиля (см. МКИ 4 G 01 P 3/481, В 60 Т 8/32, заявка ФРГ OS 3628585, опубл. 03.03.88 г.), системе безопасности автомобиля (см. МКИ 5 B 60 R 25/04, заявка WО 94/18037, опубл. 18.08.94 г.). It is known the use of inductive sensors of variable magnetic resistance in the engine control system (see MKI 5 G 01 P 1/02, applications WO 94/17417, WO 94/17418, WO 94/17419, publ. 04.08.94), anti-lock system vehicle (see MKI 4 G 01 P 3/481, 60 T 8/32, application FRG OS 3628585, publ. 03.03.88), vehicle security system (see MKI 5 B 60 R 25/04, application WO 94/18037, publ. 08/18/94).

Датчик располагают вблизи перемещающейся детали объекта управления - задатчика, роль которого выполняет ферромагнитная деталь, например противовес коленвала ДВС (см. МПК G 01 M 15/00, патент US 5361630, опубл. 08.11.94 г.) или зубчатое колесо (см. МКИ5 G 01 P 3/488, заявка ЕР 0462435, опубл. 27.12.91 г.). При перемещении задатчика изменяется магнитное сопротивление участка магнитной цепи датчика, по которому протекает магнитный поток. Заметим, что форма задатчика определяет форму сигнала, получаемого на выходе датчика. Поэтому в стендах для испытания систем управления обычно используют точные копии задатчиков, которые приводят в движение с помощью электропривода. The sensor is located near the moving part of the control object - the setter, the role of which is played by the ferromagnetic part, for example, the counterweight of the ICE crankshaft (see IPC G 01 M 15/00, patent US 5361630, publ. 08.11.94) or a gear wheel (see MKI5 G 01 P 3/488, application EP 0462435, publ. 12/27/91). When moving the setpoint, the magnetic resistance of the portion of the magnetic circuit of the sensor along which the magnetic flux flows changes. Note that the form of the master determines the shape of the signal received at the output of the sensor. Therefore, in test benches for testing control systems, they usually use exact copies of adjusters, which are driven by an electric drive.

Наличие в испытательном оборудовании электропривода увеличивает его габариты, энергопотребление, приводит к появлению шума и вибрации. The presence in the test equipment of the electric drive increases its dimensions, power consumption, leads to noise and vibration.

Перемещающийся механически задатчик может служить источником травматизма персонала, обслуживающего испытательные стенды. A mechanically moving setter can serve as a source of injury to personnel serving the test benches.

За прототип заявляемого способа взят способ получения сигнала на выходе индуктивного датчика переменного магнитного сопротивления, описанный в [1], при котором производят модуляцию магнитного потока, протекающего через чувствительный элемент датчика. Модуляция магнитного потока производится путем изменения магнитного сопротивления участка магнитной цепи, по которому протекает магнитный поток чувствительного элемента, за счет перемещение задатчика, выполненного из ферромагнитного материала, с помощью привода. The prototype of the proposed method is a method of obtaining a signal at the output of an inductive sensor of variable magnetic resistance, described in [1], in which the magnetic flux passing through the sensor element is modulated. Modulation of the magnetic flux is carried out by changing the magnetic resistance of the portion of the magnetic circuit along which the magnetic flux of the sensing element flows, due to the movement of the setter, made of ferromagnetic material, using a drive.

Недостатками прототипа являются необходимость механического перемещения задатчика относительно датчика и высокие затраты энергии на перемещение задатчика. The disadvantages of the prototype are the need for mechanical movement of the setter relative to the sensor and high energy costs for moving the setter.

Задачами заявляемого изобретения являются получение электрического сигнала в чувствительном элементе индуктивного датчика переменного магнитного сопротивления при отсутствии перемещающегося задатчика и снижение затрат энергии на получение этого сигнала. The objectives of the invention are to obtain an electrical signal in the sensing element of an inductive sensor of variable magnetic resistance in the absence of a moving master and reducing energy costs for receiving this signal.

Указанные задачи решаются в способе получения электрического сигнала на выходе индуктивного датчика с переменным магнитным сопротивлением, при котором изменяют величину магнитного потока, проходящего через чувствительный элемент датчика. These tasks are solved in a method for producing an electrical signal at the output of an inductive sensor with a variable magnetic resistance, in which the magnitude of the magnetic flux passing through the sensor element is changed.

Задачи решаются тем, что здешним источником магнитодвижущей силы формируют дополнительный по отношению к собственному магнитному потоку датчика переменный магнитный поток и суммируют дополнительный магнитный поток с собственным магнитным потоком датчика. The problems are solved by the fact that an alternating magnetic flux, additional with respect to the sensor’s own magnetic flux, is formed by the local source of magnetomotive force and the additional magnetic flux is added to the sensor’s own magnetic flux.

Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами. The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства по предлагаемому способу. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device according to the proposed method.

На фиг.2 представлена последовательность прохождения под датчиком зубьев задатчика при вращении последнего. Figure 2 presents the sequence of passage under the sensor of the teeth of the setter while rotating the latter.

На фиг. 3 представлен электрический сигнал датчика при вращении задатчика. In FIG. 3 shows the electrical signal of the sensor during rotation of the setter.

На фиг. 4 изображена зависимость напряжения от времени на выходе коммутатора 4, позволяющего имитировать вращение задатчика. In FIG. 4 shows the voltage versus time at the output of the switch 4, which allows simulating the rotation of the setter.

На фиг.5 изображена зависимость тока на выходе формирователя 6 от времени. Figure 5 shows the dependence of the current at the output of the shaper 6 from time to time.

В качестве примера реализации заявляемого способа рассмотрим устройство, имитирующее вращение задатчика датчика положения коленчатого вала системы управления зажиганием и впрыском топлива ДВС, приведенного в патенте Германии DE 4133570 (МКИ 5 F 02 D 41/00, опубл. 24.12.92 г.). Задатчик выполнен в виде зубчатого диска с множеством равномерных угловых меток. На диске предусмотрена эталонная метка, образованная двумя отсутствующими угловыми метками. As an example of the implementation of the proposed method, we consider a device that simulates the rotation of the knob of the crankshaft position sensor of the engine ignition and fuel injection control system of an engine shown in German patent DE 4133570 (MKI 5 F 02 D 41/00, publ. 24.12.92). The master is made in the form of a gear disc with many uniform angular marks. A reference mark is provided on the disc, formed by two missing corner marks.

Заявляемый способ может быть реализован с помощью устройства, приведенного на Фиг.1 и включающего в себя частотозадающий потенциометр 1, управляемый напряжением генератор 2 для формирования пилообразных импульсов, соответствующих зубчатому сектору задатчика, управляемый напряжением генератор 3 для формирования пилообразных импульсов, соответствующих пропущенным зубьям задатчика, коммутатор 4, счетчик-дешифратор 5, формирователь 6 синусообразных импульсов, а также регулятор 7 тока в обмотке 8, намотанной на сердечнике 9. Выход потенциометра 1 соединен со входами управления генераторов 2 и 3. Выход генератора 2 соединен с первым входом коммутатора 4 и со счетным входом счетчика-дешифратора 5. Выход генератора 3 соединен со вторым входом коммутатора 4. Выход коммутатора 4 соединен со входом формирователя 6 синусообразных импульсов, выход которого, в свою очередь, соединен со входом регулятора 7 тока в катушке 8 индуктивности. Выход счетчика-дешифратора 5 соединен с входом управления коммутатора 4. The inventive method can be implemented using the device shown in Fig. 1 and including a frequency-setting potentiometer 1, a voltage-controlled generator 2 for generating sawtooth pulses corresponding to the gear sector of the setter, a voltage-controlled generator 3 for forming sawtooth pulses, corresponding to the missing teeth of the setter, switch 4, counter-decoder 5, sinusoidal pulse shaper 6, and also current regulator 7 in winding 8 wound on core 9. Potentiometer output RA 1 is connected to the control inputs of the generators 2 and 3. The output of the generator 2 is connected to the first input of the switch 4 and to the counting input of the counter-decoder 5. The output of the generator 3 is connected to the second input of the switch 4. The output of the switch 4 is connected to the input of the sinusoidal pulse generator 6, the output of which, in turn, is connected to the input of the current controller 7 in the inductor 8. The output of the counter-decoder 5 is connected to the control input of the switch 4.

Устройство работает следующим образом. На выходе потенциометра 1 вручную устанавливается некоторое напряжение, которое, поступая на входы генераторов 2 и 3, заставляет их генерировать пилообразные импульсы заданной амплитуды и частоты, пропорциональной приложенному напряжению, причем частота генератора 3 в два раза ниже частоты генератора 2. Эти импульсы поступают на входы коммутатора 4, который в зависимости от сигнала с выхода счетчика 5, поступающего на его входе управления, пропускает на свой выход пилообразные импульсы генераторов 2 и 3. Пилообразные импульсы с выхода коммутатора 4 поступают на вход формирователя 6 синусообразных импульсов, в котором превращаются в квазисинусоидальные импульсы. Это необходимо для того, чтобы обеспечить плавность изменения тока в обмотке 8 для исключения искажений в генерируемом датчиком электрическом сигнале. Квазисинусоидальные импульсы с выхода формирователя 6 поступают на вход регулятора 7 тока, который протекает через обмотку 8, намотанную па сердечнике 9, и создают в последнем магнитный поток, однозначно определяемый законом изменения тока в обмотке 8 (Ф=K•i(t), где Ф - магнитный поток, К - коэффициент пропорциональности, i - электрический ток, t - время). Регулятор 7 тока имеет ручную регулировку уровня тока в обмотке 8, имитирующую зазор между реальным индуктивным датчиком переменного магнитного сопротивления и задатчиком. The device operates as follows. At the output of potentiometer 1, a certain voltage is manually set, which, entering the inputs of generators 2 and 3, causes them to generate sawtooth pulses of a given amplitude and frequency proportional to the applied voltage, and the frequency of generator 3 is two times lower than the frequency of generator 2. These pulses are fed to the inputs switch 4, which, depending on the signal from the output of the counter 5, arriving at its control input, passes sawtooth pulses of generators 2 and 3 to its output. Ator 4 arrive at input 6 sinusoid generator pulses, wherein the pulses are converted into quasisinusoidal. This is necessary in order to ensure a smooth change in the current in the winding 8 to eliminate distortion in the electrical signal generated by the sensor. Quasi-sinusoidal pulses from the output of the shaper 6 are fed to the input of the current regulator 7, which flows through the winding 8 wound on the core 9, and in the latter creates a magnetic flux, uniquely determined by the law of variation of the current in the winding 8 (Ф = K • i (t), where Ф - magnetic flux, К - proportionality coefficient, i - electric current, t - time). The current regulator 7 has a manual adjustment of the current level in the winding 8, simulating the gap between the real inductive sensor of variable magnetic resistance and the master.

Для реализации заявляемого способа выполняют следующие действия. To implement the proposed method perform the following steps.

В непосредственной близости с сердечником 9 располагают индуктивный датчик переменного магнитного сопротивления (на Фиг.1 не показан) таким образом, чтобы собственный магнитный поток датчика складывался с магнитным потоком, вызываемым протеканием тока в обмотке 8. An inductive variable magnetic resistance sensor (not shown in FIG. 1) is located in close proximity to the core 9 so that the sensor’s own magnetic flux is added to the magnetic flux caused by the flow of current in the winding 8.

Формируют пропусканием тока через обмотку 8 дополнительный переменный магнитный поток. An alternating magnetic flux is formed by passing current through the winding 8.

Суммируют дополнительный переменный магнитный поток с собственным магнитным потоком датчика. Summarize the additional variable magnetic flux with its own magnetic flux sensor.

По закону индукции переменный магнитный поток вызывает появление ЭДС в обмотке индуктивного датчика переменного магнитного сопротивления, причем закон изменения индуцированной ЭДС будет определяться функцией, являющейся первой производной по времени от функции Ф(t), описывающей закон изменения магнитного потока. According to the law of induction, a variable magnetic flux causes the appearance of an EMF in the winding of an inductive sensor of variable magnetic resistance, and the law of change of the induced EMF will be determined by a function that is the first time derivative of the function Ф (t), which describes the law of change of the magnetic flux.

Источники информации
1. Автомобильные датчики. Сб. статей. Пер. с англ. Ю.Н. Савченко.- М.: Машиностроение, 1982 г., стр. 54.
Sources of information
1. Automotive sensors. Sat articles. Per. from English Yu.N. Savchenko.- M.: Mechanical Engineering, 1982, p. 54.

Claims (1)

Способ получения электрического сигнала на выходе индуктивного датчика с переменным магнитным сопротивлением, при котором изменяют величину магнитного потока, протекающего через чувствительный элемент датчика, отличающийся тем, что внешним источником магнитодвижущей силы формируют дополнительный переменный магнитный поток и суммируют дополнительный магнитный поток с собственным магнитным потоком датчика. A method of obtaining an electrical signal at the output of an inductive sensor with a variable magnetic resistance, in which the magnitude of the magnetic flux flowing through the sensor element is changed, characterized in that an additional alternating magnetic flux is formed by an external source of magnetomotive force and the additional magnetic flux is added to the sensor’s own magnetic flux.
RU2000100727/28A 2000-01-10 2000-01-10 Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance RU2202767C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100727/28A RU2202767C2 (en) 2000-01-10 2000-01-10 Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100727/28A RU2202767C2 (en) 2000-01-10 2000-01-10 Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000100727A RU2000100727A (en) 2001-11-10
RU2202767C2 true RU2202767C2 (en) 2003-04-20

Family

ID=20229292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000100727/28A RU2202767C2 (en) 2000-01-10 2000-01-10 Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2202767C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЦИКЕРМАН Л.Я. и др. Индуктивные преобразователи для автоматизации контроля перемещений. - М.: Машиностроение, 1966. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gong et al. Direct position control for ultrahigh-speed switched-reluctance machines based on low-cost nonintrusive reflective sensors
JPH08501920A (en) Rotor position sensing for switchable reaction motors without shaft position sensor
US4510429A (en) Stepper motor damping circuit and a method therefor
US3956693A (en) Method and apparatus for testing magnetic sensors using a saturable core and variable load resistors to simulate actual test conditions
DE69737358D1 (en) PERMANENT MAGNETIC GENERATOR FOR GENERATING A CHROMATE WITH A SELECTED FREQUENCY
JP2005532018A (en) Vibration electric motor control method for small electrical equipment
JP2004191050A (en) Encoder motion detection device
CN108445763A (en) Electromagnetic ejection system and control method based on cylinder type flux switching straight line motor
RU2202767C2 (en) Procedure to generate signal across output of inductive pickup with variable magnetic resistance
EP1532455A1 (en) Phase stability of non-sinusoidal signals utilizing two differential halls
US4217512A (en) Apparatus for generating a pulse when a first member passes a second member using permanent magnets with different strengths
KR950029169A (en) How to maintain open loop current drive to linear induction motors
JPS5910159B2 (en) Step motor driving device
FR2455763B1 (en)
ITMI972307A1 (en) SINGLE-PHASE SYNCHRONOUS MOTOR WITH PERMANENT MAGNET ROTOR
GB2186979A (en) Device for measurement of angular velocity of a rotating body
US3955097A (en) Alternator driven by a vehicle engine
SU565333A1 (en) Time relay
SU955398A1 (en) Valve electric motor
RU1786311C (en) Controllable vibration protection device
SU924645A1 (en) Device for dynamic hysteresis loop registration
SU976479A1 (en) Position sensor
SU817895A1 (en) Rotor postion sensor
Strahan et al. Effects of airgap and magnet shapes on permanent magnet reluctance torque
RU2227304C2 (en) Device measuring instantaneous rotational speed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060111