RU2400929C1 - Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup - Google Patents
Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400929C1 RU2400929C1 RU2009132757/09A RU2009132757A RU2400929C1 RU 2400929 C1 RU2400929 C1 RU 2400929C1 RU 2009132757/09 A RU2009132757/09 A RU 2009132757/09A RU 2009132757 A RU2009132757 A RU 2009132757A RU 2400929 C1 RU2400929 C1 RU 2400929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- comparator
- signal
- comparators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.The present invention relates to measuring equipment and can be used in automatic measurement, control and emergency protection systems, which include sensors that generate bipolar signals, in particular induction sensors of speed and flow.
Известно устройство формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [1], основанное на принципе селекции входного сигнала по площади. Его недостатком является недостаточная надежность, обусловленная тем, что для формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения используется только одна полярность сигнала.A device for generating pulses from the signals of induction speed sensors [1], based on the principle of selection of the input signal by area. Its disadvantage is the lack of reliability due to the fact that only one signal polarity is used to generate pulses from the signals of the induction speed sensors.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство, реализующее способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [2]. Его структурная схема приведена на фиг.1, а на фиг.2 представлена осциллограмма выходного сигнала индукционного датчика частоты вращения.Of the known closest in technical essence is a device that implements a method of generating pulses from signals of induction speed sensors [2]. Its structural diagram is shown in figure 1, and figure 2 presents the waveform of the output signal of the induction speed sensor.
Устройство содержит блок измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков вращения 1, блок запоминания 2, блок сравнения 3, инвертор 4, блок измерения вольт-секундной площади S2 второй полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков частоты вращения 5 и блок управления 6. Выходной сигнал ес индукционных датчиков частоты вращения подается на входы блока измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков вращения 1, блока управления 6 и через инвертор 4 на вход блока измерения вольт-секундной площади S2 второй полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков частоты вращения 5. Выходы блока запоминания 2 и блока измерения вольт-секундной площади S2 второй полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков частоты вращения 5 соединены с входами сравнения блока запоминания 2. Второй выход блока запоминания 2 соединен с входом задания порога Sпор1 блока сравнения 3 и входом блока управления 6. Выходы блока управления 6 соединены соответственно с входами управления блоков сравнения 3 и запоминания 2, а также входами управления блоков измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков вращения 1 и S2 второй полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков частоты вращения 5.The device comprises a volt-second area measurement unit S 1 of the first half-wave of the bipolar signal e from the
Работа индукционных датчиков частоты вращения основана на законе Фарадея, согласно которому индуцированная ЭДС ес определяется скоростью изменения магнитного поля Ф, сцепленного с катушкой из W витков [3]:The work of induction speed sensors is based on the Faraday law, according to which the induced EMF e s is determined by the rate of change of the magnetic field Ф, coupled to a coil of W turns [3]:
. .
В рассматриваемом случае изменение магнитного поля вызывается пересечением силовых линий поля магнита датчика выступами вращающегося возбудителя [4]. При входе возбудителя в магнитное поле в катушке индуцируется первая полуволна сигнала, а при его выходе - вторая полуволна, имеющая противоположную полярность (фиг.2).In the case under consideration, a change in the magnetic field is caused by the intersection of the field lines of the sensor magnet field with the protrusions of a rotating pathogen [4]. When the pathogen enters the magnetic field in the coil, the first half-wave of the signal is induced, and when it exits, the second half-wave is of opposite polarity (Fig. 2).
Вольт-секундная площадь S1k первой полуволны такого сигнала примерно равна аналогичной площади S2к второй (противоположной полярности) полуволны, а отношение этих площадей R=S1к/S2к близко к 1, не зависит от погрешности установки зазора между датчиком и возбудителем, характеристик самого возбудителя и остается постоянным в широком диапазоне частоты вращения. Амплитуда сигнала ес возрастает по линейному закону с увеличением частоты вращения, а длительность уменьшается.The volt-second area S 1k of the first half-wave of such a signal is approximately equal to the same area S 2k of the second (opposite polarity) half-wave, and the ratio of these areas R = S 1k / S 2k is close to 1, does not depend on the error in setting the gap between the sensor and the exciter, characteristics the pathogen itself and remains constant over a wide range of speeds. The amplitude of the signal e c increases linearly with increasing speed, and the duration decreases.
Работает устройство следующим образом. Блок управления 6 состоит из пороговых элементов (компараторов). При превышении входным сигналом ес заданного на компараторы блока управления 6 порога обнаружения вырабатывается сигнал разрешения измерения S1 и подается на блок измерения вольт-секундной площади 1. В блоке измерения вольт-секундной площади 1 осуществляется интегрирование входного сигнала ес до тех пор, пока входной сигнал ес не станет меньше заданного в блоке управления 6 порога обнаружения. При этом выходной сигнал блока измерения вольт-секундной площади 1 достигает значения S1к. Если значение S1к превышает пороговое значение Sпр.min, равное предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов S1к>Sпр.min, и блок управления 6 обнаружит вторую полуволну сигнала ес, то на выходе блока управления 6 появится сигнал разрешения измерения S2 в блоке измерения вольт-секундной площади 5 во время действия второй полуволны сигнала ес, а также сигнал разрешения сравнения текущего результата измерения Sхк с пороговым значением Sпор1=Q·S1к (Q незначительно меньше единицы), сформированным в блоке запоминания 2 из сигнала S1к.The device operates as follows. The
В блоке сравнения 3 выполняется сравнение площадей Sхк с Sпор1 или Sхк с S1к. В случаях S2>Sпор1 или Sхк≈S1к вырабатывается требуемый импульс.In
Недостатком этого устройства является его сложность, а именно применение интеграторов с цепями разряда, а также блоков управления и сравнения, содержащих большое количество компараторов. Кроме того, при реализации устройства с использованием современных микроконтроллеров ограничен диапазон измерения в область больших частот вращения, так как для проведения операции интегрирования в цифровом виде АЦП микроконтроллера должен обеспечить получение достаточно большого количества отсчетов за время одной полуволны сигнала ес.The disadvantage of this device is its complexity, namely the use of integrators with discharge circuits, as well as control and comparison units containing a large number of comparators. In addition, when implementing the device using modern microcontrollers, the measurement range in the region of high rotational speeds is limited, since for the digital integration operation, the ADC of the microcontroller must provide a sufficiently large number of samples during one half-wave of the signal e s .
Предлагаемое изобретение направлено на упрощение устройства и расширение диапазона измерения при реализации устройства с использованием современных микроконтроллеров. Поставленная достигается тем, что в формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, содержащий два компаратора, соединенные один непосредственно, а второй через инвертор с источником входного сигнала, согласно предлагаемому изобретению введены измеритель частоты, соединенный по входу с выходом второго компаратора, и таймер, вход запуска которого соединен с выходом первого компаратора, первый управляющий вход подключен к выходу измерителя частоты, второй управляющий вход соединен с выходом второго компаратора, а выходы соединены соответственно с управляющими входами компараторов.The present invention is aimed at simplifying the device and expanding the measuring range when implementing the device using modern microcontrollers. This is achieved by the fact that in the pulse shaper from the signals of the induction speed sensors, containing two comparators, one directly connected, and the second through an inverter with an input signal source, according to the invention, a frequency meter connected at the input to the output of the second comparator, and a timer, the start input of which is connected to the output of the first comparator, the first control input is connected to the output of the frequency meter, the second control input is connected to the output of the second compa ora, and outputs connected respectively to the control inputs of the comparators.
На фиг.3 приведена структурная схема предлагаемого устройства формирователя импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения. Устройство состоит из инвертора 1, компараторов 2 и 3, таймера 4 и измерителя частоты 5.Figure 3 shows the structural diagram of the proposed device pulse shaper from the signals of induction speed sensors. The device consists of an
Двухполярный сигнал индукционного датчика частоты вращения ес подается на вход компаратора 2 и через инвертор 1 на вход компаратора 3. Выход компаратора 2 соединен с входом запуска таймера 4, а выход компаратора 3 подключен через измеритель частоты 5 к первому управляющему входу таймера 4, второй управляющий вход которого соединен с выходом второго компаратора 3. Выход компаратора 3 является выводом требуемого импульса, а выход измерителя частоты 5 - выводом результата измерения частоты вращения 7. Выходы таймера 4 соединены соответственно с управляющими входами компараторов 2 и 3.The bipolar signal of the induction speed sensor e s is supplied to the input of the
Все элементы, входящие в состав устройства, могут быть реализованы в виде отдельных функциональных узлов или программным способом при использовании микроконтроллера, оснащенного компараторами и таймером. Реализация вновь введенного таймера существенно проще, чем реализация блоков измерения вольт-секундной площади, содержащих интеграторы с цепями заряда и разряда, и блока управления, обеспечивающего своевременную коммутацию цепей заряда и разряда. Введение измерителя частоты не ведет к усложнению реализации устройства в целом, так как формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения предназначен именно для измерения частоты.All elements that make up the device can be implemented as separate functional units or programmatically using a microcontroller equipped with comparators and a timer. The implementation of the newly introduced timer is much simpler than the implementation of volt-second area measuring units containing integrators with charge and discharge circuits, and a control unit that ensures timely switching of charge and discharge circuits. The introduction of a frequency meter does not complicate the implementation of the device as a whole, since the pulse shaper from the signals of induction speed sensors is designed specifically for measuring the frequency.
Работает устройство следующим образом. Порог срабатывания компаратора 2 установлен равным половине минимально возможной амплитуды сигнала индукционного датчика частоты вращения ес. Благодаря выбору порогов срабатывания компараторов 2 и 3 равными половине минимально возможной амплитуды сигнала индукционного датчика частоты вращения ес обеспечивается устойчивая работа устройства в случае действия во время всего сигнала ес однополярной помехи, не превышающей порог срабатывания компараторов 3 и 4, а также при знакопеременной помехе, противофазной сигналу ес и удовлетворяющей тому же условию. То есть устройство обеспечивает устойчивую работу при отношениях амплитуд сигнала и помехи свыше двух. Мощная однополярная импульсная помеха, совпадающая по знаку и времени появления с одной из полуволн сигнала ес, также не влияет на работу устройства, так как условие превышения сигналом ес половины своей минимально возможной амплитуды не нарушается.The device operates as follows. The threshold of operation of the
Когда входной сигнал устройства становится больше порога срабатывания компаратора 2, на его выходе появляется импульс запуска таймера 4. Таймер 4 вырабатывает импульс, длительность которого равна ожидаемой длительности второй полуволны двухполярных импульсов индукционного датчика частоты вращения. Этот импульс поступает на управляющий вход компаратора 3, разрешая его работу. Если за время действия этого импульса вторая проинвертированная полуволна входного сигнала ес превысит половину своей минимально возможной амплитуды, компаратор 3 сработает, и на его выходе 6 появится требуемый импульс. После получения не менее двух импульсов на выходе 7 устройства появляется результат измерения частоты вращения. Таймер 4 вырабатывает импульсы управления компараторами 2 и 3, время появления и длительности которых зависят от момента появления сигнала на выходе компаратора 3 и результатов измерения частоты. В начале работы на управляющем входе компаратора 2 всегда присутствует сигнал разрешения на работу. Если во время открытия компараторов 2 и 3 их срабатывания не происходит, то есть сигнал индукционного датчика частоты вращения не обнаруживается в ожидаемое время, то устройство возвращается в исходное состояние до появления на выходе 6 двух новых импульсов.When the input signal of the device becomes greater than the threshold of the
Благодаря введению в устройство измерителя частоты, соединенного по входу с выходом второго компаратора, и таймера, вход запуска которого соединен с выходом первого компаратора, первый управляющий вход подключен к выходу измерителя частоты, второй управляющий вход соединен с выходом второго компаратора, а выходы соединены соответственно с управляющими входами компараторов достигается упрощение реализации устройства.By introducing into the device a frequency meter connected at the input to the output of the second comparator and a timer, the start input of which is connected to the output of the first comparator, the first control input is connected to the output of the frequency meter, the second control input is connected to the output of the second comparator, and the outputs are connected respectively to the control inputs of the comparators simplify the implementation of the device.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2173022 С2, МПК7 Н03К 5/153, опубл. 27.08.2001 г.1. Patent RU 2173022 C2, IPC7
2. Патент RU 2352058 С1, МПК Н03К 5/153, опубл. 10.04.2009 г.2. Patent RU 2352058 C1, IPC Н03К 5/153, publ. 04/10/2009
3. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник. / Под общей редакцией Ю.Н. Коптева. Том 1, М., издательское предприятие журнала "Радиотехника", 1998 г., стр.52.3. Sensors of thermophysical and mechanical parameters. Directory. / Under the general editorship of Yu.N. Kopteva.
4. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник. / Под общей редакцией Ю.Н. Коптева. Том 2, М., издательское предприятие журнала "Радиотехника", 2000 г., стр.561, стр.616-618.4. Sensors of thermophysical and mechanical parameters. Directory. / Under the general editorship of Yu.N. Kopteva.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009132757/09A RU2400929C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009132757/09A RU2400929C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2400929C1 true RU2400929C1 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009132757/09A RU2400929C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2400929C1 (en) |
-
2009
- 2009-08-31 RU RU2009132757/09A patent/RU2400929C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10794927B2 (en) | Method and device for operating a rotational speed sensor, rotational speed sensor device | |
JP4381450B2 (en) | Synchronous clock generation circuit and analog / digital angle converter and angle detection device provided with synchronous clock generation circuit | |
RU2399154C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
KR0173489B1 (en) | Dual comparator trigger circuit for glitch capture | |
WO2008004422A1 (en) | Digital filter device, phase detection device, position detection device, ad conversion device, zero cross detection device, and digital filter program | |
CN103575303A (en) | Variable reluctance sensor interface with integration based arming threshold | |
CN201688849U (en) | Circuit capable of simultaneously sampling and simulating pseudorandom noise injection used for mechanically dithered ring laser gyroscope | |
CN103033640B (en) | Vehicle speed real-time detection method with field programmable gate array (FPGA) | |
ATE297566T1 (en) | RANDOM NUMBER GENERATOR AND METHOD FOR GENERATING A RANDOM NUMBER | |
US8653873B2 (en) | Generation of adjustable phase reference waveform | |
CA2434318A1 (en) | Coil impedance detection method and object detection method and apparatus using the same | |
RU2400929C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
US4035663A (en) | Two phase clock synchronizing method and apparatus | |
US20110249782A1 (en) | Clock recovery | |
JP2017125722A (en) | Current detection device | |
RU2459351C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors | |
RU2353052C1 (en) | Pulse shaper for signals from variable reactance transducers of rotation frequency | |
RU2307453C1 (en) | Method for selective phase-sensitive demodulation of signal of induction angle indicator and device for realization of said method | |
Pasini et al. | Implementation and performance evaluation of a broad-band power spectrum analyzer | |
RU2205465C1 (en) | Relay | |
KR950009272A (en) | Defect Detection Device and Method for High Voltage Electrical Equipment Using Electromagnetic Noise | |
RU2538049C1 (en) | Generator of sounding signals | |
RU146736U1 (en) | SOUND SIGNAL GENERATOR | |
Bilinskis et al. | Experimental Studies of Signal Digitizing Based on Sine-wave Reference Crossings | |
SU1043822A1 (en) | Sine signal pulse shaper |