RU2397495C1 - Device for determining rotation frequency - Google Patents

Device for determining rotation frequency Download PDF

Info

Publication number
RU2397495C1
RU2397495C1 RU2009132821/28A RU2009132821A RU2397495C1 RU 2397495 C1 RU2397495 C1 RU 2397495C1 RU 2009132821/28 A RU2009132821/28 A RU 2009132821/28A RU 2009132821 A RU2009132821 A RU 2009132821A RU 2397495 C1 RU2397495 C1 RU 2397495C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
resistor
power source
converter
capacitor
Prior art date
Application number
RU2009132821/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Волобуев (RU)
Николай Александрович Волобуев
Юрий Николаевич Кириллов (RU)
Юрий Николаевич Кириллов
Сергей Александрович Лезин (RU)
Сергей Александрович Лезин
Фазыл Феритович Мингалеев (RU)
Фазыл Феритович Мингалеев
Михаил Яковлевич Шур (RU)
Михаил Яковлевич Шур
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова"
Priority to RU2009132821/28A priority Critical patent/RU2397495C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2397495C1 publication Critical patent/RU2397495C1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device contains the following: a sensor made from four thin-film magnetoresistors, a permanent magnet, an instrumentation amplifier connected in a screening circuit, two high-pass filters, a resistor, a power supply, two low-pass filters, a capacitor, four resistors, seven feedthrough capacitors, a varistor and a balancing transformer.
EFFECT: increased reliability and accuracy of determining rotation frequency, quality of transmitting a signal to a consumer.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частоты вращения различных деталей и узлов и может быть использовано, в частности, в качестве бесконтактного датчика для определения частоты вращения шестерни (вала) дизельных двигателей в составе автоматизированных дизель-генераторов.The invention relates to measuring technique and is intended to determine the rotational speed of various parts and assemblies and can be used, in particular, as a non-contact sensor for determining the rotational speed of a gear (shaft) of diesel engines as part of automated diesel generators.

Известно устройство измерения частоты вращения (заявка ФРГ №3639208, МКИ4 G01D 5/8, 1988 г.), использующее в качестве чувствительного элемента катушку индуктивности.A device for measuring the frequency of rotation (application of Germany No. 3639208, MKI 4 G01D 5/8, 1988), using an inductor as a sensitive element.

Существенным недостатком является малый рабочий зазор (менее 1 мм) между торцом устройства и зубом ротора, а также падение величины сигнала с уменьшением скорости вращения. В результате чего такие устройства не работоспособны на малых скоростях вращения вала.A significant drawback is the small working gap (less than 1 mm) between the end face of the device and the rotor tooth, as well as a drop in the signal value with a decrease in the rotation speed. As a result, such devices are not operational at low shaft speeds.

Известно устройство измерения частоты вращения (заявка ФРГ №3634925, МКИ4 G01P 3/488, 1988 г.), использующее чувствительный элемент, содержащий тонкопленочные магниторезисторы, соединенные в мостовую схему.A device for measuring the frequency of rotation (application of Germany No. 3634925, MKI 4 G01P 3/488, 1988) using a sensor element containing thin-film magnetoresistors connected to a bridge circuit.

Его недостатками являются необходимость достаточно точной установки чувствительного элемента относительно источника магнитного поля (постоянного магнита) и необходимость выполнения постоянного магнита с узким желобом достаточно точных размеров. Весьма существенным недостатком является зависимость сигнала с чувствительного элемента от вихревых токов, наводимых во вращающемся роторе, и, как следствие, приводящая к уменьшению величины рабочего зазора при увеличении частоты вращения.Its disadvantages are the need for a fairly accurate installation of the sensitive element relative to the source of the magnetic field (permanent magnet) and the need to perform a permanent magnet with a narrow groove of sufficiently accurate dimensions. A very significant drawback is the dependence of the signal from the sensing element on the eddy currents induced in the rotating rotor, and, as a result, leading to a decrease in the working gap with increasing speed.

Известно устройство измерения частоты вращения (заявка РСТ 086/00877, МКИ4 G01D 5/16, 1986 г.), содержащее чувствительный элемент в виде четырех тонкопленочных магниторезисторов на плоской подложке, который установлен на постоянный магнит, причем чувствительный элемент определенным образом ориентирован относительно направления движения зубьев ротора и, кроме того, он установлен асимметрично относительно постоянного магнита, причем величина этой асимметрии составляет от 1/5 до 1/10 ширины чувствительного элемента.A known device for measuring the frequency of rotation (application PCT 086/00877, MKI 4 G01D 5/16, 1986), containing a sensing element in the form of four thin-film magnetoresistors on a flat substrate, which is mounted on a permanent magnet, and the sensing element in a certain way oriented relative to the direction the motion of the rotor teeth and, in addition, it is mounted asymmetrically with respect to the permanent magnet, and the magnitude of this asymmetry is from 1/5 to 1/10 of the width of the sensing element.

Недостатками являются зависимость сигнала от вихревых токов и необходимость точной юстировки чувствительного элемента.The disadvantages are the dependence of the signal on the eddy currents and the need for accurate adjustment of the sensitive element.

Известно устройство измерения частоты вращения (заявка №92014487/10/06/000/ от 25.12.92 г.), содержащее чувствительный элемент в виде четырех тонкопленочных магниторезисторов на плоской подложке, который установлен на постоянный магнит, ориентированный нормально к поверхности подложки таким образом, что тангенциальная составляющая его поля рассеяния составляет с направлением протекания тока по магниторезистору угол 45±15 град., а между магнитом, непосредственно прилегая к его поверхности, и подложкой находится пластина из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью, установленная перпендикулярно направлению движения зубьев ротора таким образом, что два из магниторезисторов находятся над ней, а два - вне ее.A device for measuring the frequency of rotation (application No. 92014487/10/06/000 / dated 12.25.92), containing a sensing element in the form of four thin-film magnetoresistors on a flat substrate, which is mounted on a permanent magnet oriented normally to the surface of the substrate in this way that the tangential component of its scattering field makes an angle of 45 ± 15 degrees with the direction of current flow through the magnetoresistor, and there is a plate of ferromagnetic material between the magnet directly adjacent to its surface and the substrate and with high magnetic permeability, installed perpendicular to the direction of movement of the teeth of the rotor so that two of the magnetoresistors are above it, and two outside of it.

Недостатками такой конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- значительная сложность изготовления такого устройства, поскольку необходимо достаточно точно ориентировать как магнит, так и пластину из ферромагнитного материала относительно магниторезисторов, находящихся в корпусе;- significant complexity of manufacturing such a device, since it is necessary to accurately orient both the magnet and the plate of ferromagnetic material relative to the magnetoresistors in the case;

- зависимость сигнала от вихревых токов.- dependence of the signal on eddy currents.

Известно устройство для определения частоты вращения (патент РФ №2115932, G01P 3/488 от 13.09.1995 г. фиг.4) - прототип.A device for determining the frequency of rotation (RF patent No. 21115932, G01P 3/488 from 09/13/1995, figure 4) is a prototype.

Известное устройство содержит постоянный магнит, датчик из четырех тонкопленочных магниторезисторов, включенных по мостовой схеме и размещенных на подложке, которая установлена на пластине из ферромагнитного материала, установленной в свою очередь на полюсе постоянного магнита, зубчатый ротор из ферромагнитного материала, блок усиления и формирования выходного сигнала, включенный в диагональ мостовой схемы, пластина из ферромагнитного материала расположена так, что все магниторезисторы находятся на ней, размеры ее составляют 0,5-1,2 площади поверхности полюса магнита, а толщина - 0,3-0,5 мм, между выходной диагонально мостовой схемы и входами блока усиления и формирования выходного сигнала включены фильтры верхних частот, образуемые резисторами и конденсаторами.The known device contains a permanent magnet, a sensor of four thin-film magnetoresistors connected in a bridge circuit and placed on a substrate that is mounted on a plate of ferromagnetic material mounted in turn at the pole of a permanent magnet, a gear rotor made of ferromagnetic material, an amplification and output signal generating unit included in the diagonal of the bridge circuit, a plate of ferromagnetic material is located so that all the magnetoresistors are on it, its dimensions are 0.5-1.2 pl the surface area of the magnet pole, and the thickness is 0.3-0.5 mm, high-pass filters formed by resistors and capacitors are included between the output diagonal of the bridge circuit and the inputs of the amplification and output signal generation unit.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- низкая точность формирования выходного сигнала из-за влияния высокочастотных шумовых составляющих полезного сигнала, поступающих от магниторезистивного датчика;- low accuracy of the formation of the output signal due to the influence of high-frequency noise components of the useful signal from the magnetoresistive sensor;

- низкая точность формирования выходного сигнала при усилении слабых входных сигналов из-за влияния нелинейных искажений усилителя при работе вблизи нулевого уровня входных напряжений;- low accuracy of the formation of the output signal when amplifying weak input signals due to the influence of non-linear distortion of the amplifier when working near zero level of input voltage;

- низкая точность формирования выходного сигнала из-за влияния параметров внешних связей и потребителя выходного сигнала.- low accuracy of the formation of the output signal due to the influence of parameters of external relations and the consumer of the output signal.

Предлагаемое устройство для определения частоты вращения устраняет перечисленные выше недостатки.The proposed device for determining the speed eliminates the above disadvantages.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и точности определения частоты вращения, а также качественная передача сигнала потребителю.The technical result of the invention is to increase the reliability and accuracy of determining the rotational speed, as well as high-quality signal transmission to the consumer.

Для достижения указанного технического результата в устройство для определения частоты вращения, содержащее датчик из четырех тонкопленочных магниторезисторов, включенных по мостовой схеме, постоянный магнит, инструментальный усилитель, два фильтра верхних частот, резистор, источник питания, при этом первый и второй выводы датчика соединены с соответствующими конденсаторами фильтров верхних частот, резистор соединен с первым и вторым выводами инструментального усилителя, вывод «0V» источника питания соединен с общей точкой соединения резисторов фильтров верхних частот, вывод «+5V» источника питания соединен с третьим выводом инструментального усилителя, введены два фильтра нижних частот, четыре резистора, конденсатор, варистор, симметрирующий трансформатор, инструментальный усилитель заключен в экранирующий контур, в который включены семь проходных конденсаторов и резистор, вывод «+5V» источника питания через первый резистор соединен с третьим выводом датчика, вывод «-5V» источника питания соединен с четвертым выводом инструментального усилителя, а через второй резистор - с четвертым выводом датчика, вывод «0V» источника питания соединен с пятым выводом инструментального усилителя, а через третий резистор - с экранирующим контуром, средние точки фильтров верхних частот через фильтры нижних частот соединены соответственно с шестым и седьмым выводами инструментального усилителя, восьмой вывод инструментального усилителя через четвертый резистор и первую обмотку симметрирующего трансформатора соединен с положительным выходом устройства «+ДЧВ», пятый вывод инструментального усилителя через вторую обмотку симметрирующего трансформатора соединен с отрицательным выходом устройства «-ДЧВ», конденсатор и варистор соединены параллельно входам симметрирующего трансформатора.To achieve the technical result, a device for determining the speed of rotation comprising a sensor of four thin-film magnetoresistors connected in a bridge circuit, a permanent magnet, an instrument amplifier, two high-pass filters, a resistor, a power source, while the first and second conclusions of the sensor are connected to the corresponding high-pass filter capacitors, the resistor is connected to the first and second terminals of the instrument amplifier, the “0V” terminal of the power source is connected to a common point connected I have high-pass filter resistors, the “+ 5V” output of the power source is connected to the third output of the instrument amplifier, two low-pass filters, four resistors, a capacitor, a varistor, a balancing transformer are introduced, the instrument amplifier is enclosed in a shielding circuit, which includes seven loop capacitors and the resistor, the output of “+ 5V” of the power supply through the first resistor is connected to the third output of the sensor, the output of “-5V” of the power supply is connected to the fourth output of the instrument amplifier, and through the second a resistor - with the fourth output of the sensor, the output “0V” of the power supply connected to the fifth output of the instrument amplifier, and through the third resistor to the shielding circuit, the midpoints of the high-pass filters through low-pass filters are connected respectively to the sixth and seventh conclusions of the instrument amplifier, the eighth output the instrument amplifier through the fourth resistor and the first winding of the balancing transformer is connected to the positive output of the device + + DFV, the fifth output of the instrument amplifier through the second w balancing transformer winding connected to the negative output "-DCHV" device, a capacitor and a varistor connected in parallel to inputs of a balun transformer.

Источник питания устройства для определения частоты вращения содержит входной фильтр, линейный понижающий преобразователь DC/DC, преобразователь напряжения из положительного в отрицательное, два сглаживающих дросселя, четыре конденсатора, общую выходную шину, причем входной фильтр содержит два сглаживающих дросселя, варистор, стабилитрон, RC-цепочку, резистор, при этом положительный вход устройства «+24В» через два последовательно соединенных дросселя соединен с первым выводом линейного понижающего преобразователя DC/DC, общий вход устройства «Общ.» через два последовательно соединенных сглаживающих дросселя соединен со вторым выводом линейного понижающего преобразователя DC/DC и общей выходной шиной, концы обмоток сглаживающих дросселей во входном фильтре соединены между собой варистором, стабилитроном, RC цепочкой, входной фильтр заключен в экранирующий контур, в который включены два проходных конденсатора и резистор, при этом RC-цепочка через резистор соединена с экранирующим контуром, третий вывод линейного понижающего преобразователя DC/DC соединен с первым выводом преобразователя напряжения из положительного в отрицательное, концы обмоток сглаживающих дросселей в источнике питания соединены между собой первым конденсатором, общая выходная шина соединена через второй конденсатор с третьим выводом линейного понижающего преобразователя DC/DC, а также непосредственно со вторым выводом, а через третий конденсатор - с третьим выводом преобразователя напряжения из положительного в отрицательное, четвертый конденсатор соединен с четвертым и пятым выводами преобразователя напряжения из положительного в отрицательное, третий вывод которого является выводом «-5V» источника питания, третий вывод линейного понижающего преобразователя DC/DC является выводом «+5V» источника питания, общая выходная шина является выводом «0V» источника питания.The power source of the device for determining the speed of rotation contains an input filter, a linear step-down DC / DC converter, a voltage converter from positive to negative, two smoothing chokes, four capacitors, a common output bus, and the input filter contains two smoothing chokes, a varistor, a zener diode, RC- a chain, a resistor, while the positive input of the device “+ 24V” through two series-connected chokes is connected to the first output of the linear step-down DC / DC converter, the common input of the device “Common.” through two series-connected smoothing chokes is connected to the second output of the linear step-down DC / DC converter and a common output bus, the ends of the windings of the smoothing chokes in the input filter are interconnected by a varistor, a zener diode, an RC chain, the input filter is enclosed in a shielding circuit, which includes two feedthrough capacitors and a resistor, while the RC circuit is connected through a resistor to the shielding circuit, the third terminal of the DC / DC linear buck converter is connected to the first terminal a voltage transformer from positive to negative, the ends of the windings of the smoothing reactors in the power source are connected to each other by a first capacitor, the common output bus is connected through a second capacitor to the third output of the DC / DC linear buck converter, and also directly to the second output, and through the third capacitor to the third terminal of the voltage converter from positive to negative, the fourth capacitor is connected to the fourth and fifth terminals of the voltage converter from positive to negative, the third output of which is the “-5V” output of the power supply, the third output of the linear DC / DC buck converter is the + 5V output of the power supply, the common output bus is the “0V” output of the power supply.

На фиг. показана структурная схема устройства для определения частоты вращения.In FIG. shows a structural diagram of a device for determining the speed.

На фиг. показано:In FIG. shown:

1 - датчик из четырех тонкопленочных магниторезисторов, включенных по мостовой схеме (разработка и изготовление ФГУП НПО автоматики) с постоянным магнитом;1 - a sensor of four thin-film magnetoresistors connected by a bridge circuit (design and manufacture of FSUE NPO automatics) with a permanent magnet;

2 - печатная плата предназначена для монтажа узлов устройства;2 - the printed circuit board is designed for mounting the nodes of the device;

3, 4 и 5, 6 - фильтры верхних частот;3, 4 and 5, 6 - high-pass filters;

3, 5 - конденсаторы (конденсаторы TMK212B7105MG-T, ф. TAYIO YUDEN);3, 5 - capacitors (capacitors TMK212B7105MG-T, f. TAYIO YUDEN);

4, 6 - резисторы (резисторы RC0805JR-0751KL, ф. Vageo);4, 6 - resistors (resistors RC0805JR-0751KL, v. Vageo);

7, 8 - фильтры нижних частот (дроссели высокочастотные BLM21RK102SN1, ф. Murata);7, 8 - low-pass filters (high-frequency chokes BLM21RK102SN1, f. Murata);

9 - резистор (резистор RC0805JR-07100RL, ф. Vageo);9 - resistor (resistor RC0805JR-07100RL, f. Vageo);

10 - инструментальный усилитель (микросхема AD620AR, ф. Analog Devices);10 - instrumental amplifier (microcircuit AD620AR, f. Analog Devices);

11 - резистор (резистор RC0805JR-07100RL, ф. Vageo);11 - resistor (resistor RC0805JR-07100RL, f. Vageo);

12÷18 - проходные конденсаторы (конденсаторы NFM21CC470U1H3, ф. Murata);12 ÷ 18 - feed-through capacitors (capacitors NFM21CC470U1H3, f. Murata);

19 - резистор (резистор RC0805JR-0747RL, ф. Vageo);19 - resistor (resistor RC0805JR-0747RL, f. Vageo);

20 - резистор (резистор RC0805JR-0747RL, ф. Vageo);20 - resistor (resistor RC0805JR-0747RL, f. Vageo);

21, 22 - резисторы (резисторы RC0805JR-07270RL, ф. Vageo);21, 22 - resistors (resistors RC0805JR-07270RL, v. Vageo);

23 - конденсатор (конденсатор VJ0805Y563KXXAT, ф. Vishay Vitramon);23 - capacitor (capacitor VJ0805Y563KXXAT, F. Vishay Vitramon);

24 - варистор (варистор CT0805MGG ордер В72510Т0060М062, ф. EPCOS);24 - varistor (varistor CT0805MGG order В72510Т0060М062, ф. EPCOS);

25 - симметрирующий трансформатор (трансформатор 744212331, ф. WURTH ELECTRONIC);25 - balancing transformer (transformer 744212331, f. WURTH ELECTRONIC);

Источник питания:Source of power:

26 - входной фильтр;26 - input filter;

27, 28 - сглаживающие дроссели (дроссели SIMID 1812-Т ордер В82432-Т1105-К, ф. EPCOS);27, 28 - smoothing chokes (SIMID 1812-T chokes order B82432-T1105-K, form. EPCOS);

29 - варистор (варистор CT0805K30G ордер B72510T0300K062, ф. EPCOS);29 - varistor (varistor CT0805K30G order B72510T0300K062, form. EPCOS);

30 - стабилитрон (стабилитрон SMAJ40CA-TR, ф. ST Microelectronics);30 - zener diode (zener diode SMAJ40CA-TR, f. ST Microelectronics);

31 - конденсатор (конденсатор VJ0805Y223KXBCW1BC, ф. Vishay Vitramon);31 - capacitor (capacitor VJ0805Y223KXBCW1BC, f. Vishay Vitramon);

32 - резистор (резистор RC0805JR-0710RL, ф. Vageo);32 - resistor (resistor RC0805JR-0710RL, f. Vageo);

33 - резистор (резистор RC0805JR-0747RL, ф. Vageo);33 - resistor (resistor RC0805JR-0747RL, f. Vageo);

34, 35 - проходные конденсаторы (конденсаторы NFM21CC223R1H3D, ф. Murata);34, 35 - feed-through capacitors (capacitors NFM21CC223R1H3D, f. Murata);

36 - резистор (резистор RC0805JR-0747RL, ф. Vageo);36 - resistor (resistor RC0805JR-0747RL, f. Vageo);

37, 38 - сглаживающие дроссели (дроссели высокочастотные BLM21RK102SN1, ф. Murata);37, 38 - smoothing chokes (high-frequency chokes BLM21RK102SN1, f. Murata);

39 - конденсатор (два параллельно соединенных конденсатора GRM32ER71H475KA88, ф. Murata);39 - capacitor (two parallel connected capacitors GRM32ER71H475KA88, f. Murata);

40 - линейный понижающий преобразователь DC/DC (микросхема MAX5023LASA, ф. Maxim);40 - linear step-down DC / DC converter (MAX5023LASA chip, f. Maxim);

41 - конденсатор (конденсатор GRM31CR71A226KE15, ф. Murata);41 - capacitor (capacitor GRM31CR71A226KE15, f. Murata);

42 - преобразователь напряжения из положительного в отрицательное (микросхема LM2664M6, ф. National Semiconductor);42 - voltage converter from positive to negative (microcircuit LM2664M6, F. National Semiconductor);

43, 44 - конденсаторы (конденсаторы GRM32ER71H475KA88, ф. Murata);43, 44 - capacitors (capacitors GRM32ER71H475KA88, f. Murata);

45 - общая выходная шина.45 - common output bus.

Источник питания содержит следующие выводы:The power source contains the following conclusions:

46 - «0V»;46 - "0V";

47 - «-5V»;47 - "-5V";

48 - «+5V»;48 - "+ 5V";

49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 - контактные площадки печатной платы 2.49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 - pads of the printed circuit board 2.

На печатной плате 2 для внешних подсоединений устанавливается вилка 2РМГ14Б4Ш1Е2 ГЕ0.364.140 ТУ.A plug 2РМГ14Б4Ш1Е2 ГЕ0.364.140 ТУ is installed on printed circuit board 2 for external connections.

Контактные площадки 53, 54, 55, 56 печатной платы 2 соединяются с контактами вилки.The contact pads 53, 54, 55, 56 of the printed circuit board 2 are connected to the contacts of the plug.

Питание от внешнего источника постоянного тока напряжением от 17,0 до 31,3 В поступает через вилку и контактные площадки 55 «+24 В», 56 «Общий» на входной фильтр 26 источника питания.Power from an external DC source with voltage from 17.0 to 31.3 V is supplied through the plug and contact pads 55 "+24 V", 56 "General" to the input filter 26 of the power source.

Выходной аналоговый знакопеременный сигнал амплитудой полуволны не менее 1,0 В в частотном диапазоне от 1 до 20000 Гц поступает от датчика частоты вращения (ДЧВ) через контактные площадки 53 «+ДЧВ», 54 «-ДЧВ» и вилку в систему автоматизированного управления.The output analog alternating signal with a half-wave amplitude of at least 1.0 V in the frequency range from 1 to 20,000 Hz comes from the speed sensor (DFV) through the contact pads 53 "+ DFV", 54 "-DFV" and the plug into the automated control system.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого источника питания, которая позволяет получить на выходе двухполярное питание.The drawing shows a structural diagram of the proposed power source, which allows you to get the output of bipolar power.

При наличии во входном питании амплитуды импульсного напряжения энергия помехи рассеивается на элементах входного фильтра 26.If there is an amplitude of the pulse voltage in the input power, the interference energy is dissipated on the elements of the input filter 26.

Сглаживающие дроссели 37, 38 выполняют функции фильтров нижних частот для выходного напряжения входного фильтра 26.Smoothing chokes 37, 38 act as low-pass filters for the output voltage of the input filter 26.

При перемещении зубчатого колеса в зоне действия датчика 1 изменяется угол отклонения магнитного поля. Напряжение сигнала на выходе датчика 1 будет представлять смену состояний типа зуб-воздушный зазор. Вращающаяся шестерня вызывает появление модулированного сигнала с частотой, пропорциональной скорости вращения и числу зубьев.When moving the gear in the sensor 1, the angle of deviation of the magnetic field changes. The voltage of the signal at the output of the sensor 1 will represent a state change of the type tooth-air gap. A rotating gear causes a modulated signal to appear at a frequency proportional to the speed of rotation and the number of teeth.

Устройство для определения частоты вращения работает следующим образом.A device for determining the speed of operation is as follows.

Питание от источника питания «+5V» через резистор 22, «-5V» через резистор 21 поступает на соответствующие выводы питания датчика 1 и непосредственно поступает на соответствующие выводы инструментального усилителя 10.The power supply from the power supply “+ 5V” through the resistor 22, “-5V” through the resistor 21 is fed to the corresponding power leads of the sensor 1 and directly fed to the corresponding conclusions of the instrumental amplifier 10.

Общая выходная шина 45 «0V» источника питания соединена с общей точкой резисторов 4, 6 фильтров верхних частот, с соответствующим выводом инструментального усилителя 10, а через резистор 20 - с экранирующим контуром.The common output bus 45 "0V" of the power source is connected to the common point of the resistors 4, 6 high-pass filters, with the corresponding output of the instrumental amplifier 10, and through the resistor 20 with a shielding circuit.

С выходных выводов датчика 1 величины напряжений через фильтры верхних частот 3, 4 и 5, 6 и фильтры нижних частот 7, 8 передаются на инструментальный усилитель 10, где производится нормирование снятых величин.From the output terminals of the sensor 1, the voltage values through the high-pass filters 3, 4 and 5, 6 and the low-pass filters 7, 8 are transmitted to the instrumental amplifier 10, where the measured values are normalized.

Затем точная аналоговая информация из инструментального усилителя 10 через согласующие элементы связи (11, 23, 24, 25), контактные площадки 53, 54 и вилку поступает в систему автоматизированного управления, где производится оцифровка аналоговой информации и использование оцифрованной информации в алгоритмах регулирования и управления.Then, the exact analog information from the instrumental amplifier 10 through matching communication elements (11, 23, 24, 25), contact pads 53, 54 and the plug enters the automated control system, where analog information is digitized and the digitized information is used in control and regulation algorithms.

Claims (2)

1. Устройство для определения частоты вращения, содержащее датчик из четырех тонкопленочных магниторезисторов, включенных по мостовой схеме, постоянный магнит, инструментальный усилитель, два фильтра верхних частот, резистор, источник питания, при этом первый и второй выводы датчика соединены с соответствующими конденсаторами фильтров верхних частот, резистор соединен с первым и вторым выводами инструментального усилителя, вывод «0V» источника питания соединен с общей точкой соединения резисторов фильтров верхних частот, вывод «+5V» источника питания соединен с третьим выводом инструментального усилителя, отличающееся тем, что содержит два фильтра нижних частот, четыре резистора, конденсатор, варистор, симметрирующий трансформатор, инструментальный усилитель заключен в экранирующий контур, в который включены семь проходных конденсаторов и резистор, вывод «+5V» источника питания через первый резистор соединен с третьим выводом датчика, вывод «-5V» источника питания соединен с четвертым выводом инструментального усилителя, а через второй резистор - с четвертым выводом датчика, вывод «0V» источника питания соединен с пятым выводом инструментального усилителя, а через третий резистор - с экранирующим контуром, средние точки фильтров верхних частот через фильтры нижних частот соединены соответственно с шестым и седьмым выводами инструментального усилителя, восьмой вывод инструментального усилителя через четвертый резистор и первую обмотку симметрирующего трансформатора соединен с положительным выходом устройства «+ДЧВ», пятый вывод инструментального усилителя через вторую обмотку симметрирующего трансформатора соединен с отрицательным выходом устройства «-ДЧВ», конденсатор и варистор соединены параллельно входам симметрирующего трансформатора.1. A device for determining the rotational speed, comprising a sensor of four thin-film magnetoresistors connected in a bridge circuit, a permanent magnet, an instrument amplifier, two high-pass filters, a resistor, a power source, and the first and second sensor leads are connected to the corresponding high-pass filter capacitors , the resistor is connected to the first and second terminals of the instrumental amplifier, the “0V” terminal of the power source is connected to a common connection point of the high-pass filter resistors, the “+ 5V” terminal is used The power supply is connected to the third output of the instrumentation amplifier, characterized in that it contains two low-pass filters, four resistors, a capacitor, a varistor, a balancing transformer, the instrumentation amplifier is enclosed in a shielding circuit, which includes seven loop capacitors and a resistor, + 5V output the power source through the first resistor is connected to the third output of the sensor, the output "-5V" of the power supply is connected to the fourth output of the instrumental amplifier, and through the second resistor to the fourth output sensor, the 0V output of the power source is connected to the fifth output of the instrumental amplifier, and through the third resistor to the shielding circuit, the midpoints of the high-pass filters through low-pass filters are connected to the sixth and seventh conclusions of the instrumental amplifier, respectively, the eighth output of the instrumental amplifier through the fourth resistor and the first winding of the balancing transformer is connected to the positive output of the device "+ DFV", the fifth output of the instrumental amplifier through the second winding of the balancing t ansformatora connected to the negative output "-DCHV" device, a capacitor and a varistor connected in parallel to inputs of a balun transformer. 2. Устройство для определения частоты вращения по п.1, отличающееся тем, что источник питания содержит входной фильтр, линейный понижающий преобразователь DC/DC, преобразователь напряжения из положительного в отрицательное, два сглаживающих дросселя, четыре конденсатора, общую выходную шину, причем входной фильтр содержит два сглаживающих дросселя, варистор, стабилитрон, RC цепочку, резистор, при этом положительный вход устройства «+24В» через два последовательно соединенных дросселя соединен с первым выводом линейного понижающего преобразователя DC/DC, общий вход устройства «Общ.» через два последовательно соединенных сглаживающих дросселя соединен со вторым выводом линейного понижающего преобразователя DC/DC и общей выходной шиной, концы обмоток сглаживающих дросселей во входном фильтре соединены между собой варистором, стабилитроном, RC цепочкой, входной фильтр заключен в экранирующий контур, в который включены два проходных конденсатора и резистор, при этом RC цепочка через резистор соединена с экранирующим контуром, третий вывод линейного понижающего преобразователя DC/DC соединен с первым выводом преобразователя напряжения из положительного в отрицательное, концы обмоток сглаживающих дросселей в источнике питания соединены между собой первым конденсатором, общая выходная шина соединена через второй конденсатор с третьим выводом линейного понижающего преобразователя DC/DC, а также непосредственно со вторым выводом, а через третий конденсатор - с третьим выводом преобразователя напряжения из положительного в отрицательное, четвертый конденсатор соединен с четвертым и пятым выводами преобразователя напряжения из положительного в отрицательное, третий вывод которого является выводом «-5V» источника питания, третий вывод линейного понижающего преобразователя DC/DC является выводом «+5V» источника питания, общая выходная шина является выводом «0V» источника питания. 2. The device for determining the rotational speed according to claim 1, characterized in that the power source contains an input filter, a linear step-down DC / DC converter, a voltage converter from positive to negative, two smoothing reactors, four capacitors, a common output bus, and the input filter contains two smoothing chokes, a varistor, a zener diode, an RC chain, a resistor, while the positive input of the + 24V device is connected to the first output of a linear step-down converter via two series-connected chokes DC / DC generator, the common input of the “Common” device is connected through the two series-connected smoothing reactors to the second output of the linear step-down DC / DC converter and a common output bus, the ends of the windings of smoothing reactors in the input filter are interconnected by a varistor, a zener diode, an RC chain, the input filter is enclosed in a shielding circuit, which includes two feedthrough capacitors and a resistor, while the RC circuit is connected through a resistor to the shielding circuit, and the third output of the DC / D linear buck converter C is connected to the first output of the voltage converter from positive to negative, the ends of the windings of the smoothing chokes in the power source are connected to each other by a first capacitor, a common output bus is connected through the second capacitor to the third output of the linear step-down DC / DC converter, as well as directly to the second output, and through the third capacitor - with the third terminal of the voltage converter from positive to negative, the fourth capacitor is connected to the fourth and fifth terminals of the converter voltage from positive to negative, the third output of which is the “-5V” terminal of the power source, the third terminal of the DC / DC linear buck converter is the + 5V terminal of the power source, the common output bus is the “0V” terminal of the power source.
RU2009132821/28A 2009-08-31 2009-08-31 Device for determining rotation frequency RU2397495C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132821/28A RU2397495C1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Device for determining rotation frequency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009132821/28A RU2397495C1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Device for determining rotation frequency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2397495C1 true RU2397495C1 (en) 2010-08-20

Family

ID=46305601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009132821/28A RU2397495C1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 Device for determining rotation frequency

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2397495C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105337506A (en) * 2014-08-07 2016-02-17 南京南瑞继保电气有限公司 Energy supply device from low voltage to high voltage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105337506A (en) * 2014-08-07 2016-02-17 南京南瑞继保电气有限公司 Energy supply device from low voltage to high voltage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6246233B1 (en) Magnetoresistive sensor with reduced output signal jitter and temperature compensation
CN108303562B (en) Demagnetization field robust torsion sensitive magnetic speed sensor
CN103575960B (en) giant magnetoresistance effect current sensor
US8564283B2 (en) Rotation-angle-detecting apparatus, rotating machine and rotation-angle-detecting method
US5880586A (en) Apparatus for determining rotational position of a rotatable element without contacting it
FI118931B (en) Apparatus and method for measuring electrical power
CN102656471B (en) Magnetic field sensor, as well as magnetic field measurement method, power measurement device, and power measurement method using the same
CA2141154C (en) Device for measuring rotary speed of a rotating member
CN106443063B (en) Rotation detection device
EP3631486A2 (en) Packages for coil actuated position sensors
DK3245483T3 (en) INDUCTIVE MOVEMENT SENSORS
JP5620076B2 (en) Power measuring device
EP3187819B1 (en) Rotation-detecting apparatus
JPS618670A (en) Device for detecting speed of revolution and/or angle of rotation of shaft
CN108414951B (en) Method and device for periodically modulating sensitivity of magnetic sensor to reduce noise of device
DK3245482T3 (en) INDUCTIVE MOVEMENT SENSORS
CN108593999A (en) A kind of Zero flux current sensor
US20110213571A1 (en) Sectional magnetic encoding method and system for measuring rotating shaft parameters
CN107202966B (en) The measurement method and system of a kind of alternate magnetic flux leakage of transformer winding
WO2013145636A1 (en) Power measuring apparatus
CN112834815A (en) Fluxgate digital current sensor based on pulse amplitude detection method
US6384596B1 (en) Variable inductance transducer circuit producing an electrical current and voltage output
US6657476B1 (en) AC-coupled sensor signal conditioning circuit
RU2397495C1 (en) Device for determining rotation frequency
CN110095644A (en) A kind of novel high-precision open loop Hall current sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20181009

PD4A Correction of name of patent owner