RU2458459C1 - Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения - Google Patents
Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458459C1 RU2458459C1 RU2011127844/08A RU2011127844A RU2458459C1 RU 2458459 C1 RU2458459 C1 RU 2458459C1 RU 2011127844/08 A RU2011127844/08 A RU 2011127844/08A RU 2011127844 A RU2011127844 A RU 2011127844A RU 2458459 C1 RU2458459 C1 RU 2458459C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- comparator
- dac
- adc
- output
- outlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты. Технический результат заключается в повышении надежности путем обеспечения диагностики входных цепей на наличие короткого замыкания и разрыва, повышения помехоустойчивости, упрощения реализации схемы формирователя на основе микроконтроллера. Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения содержит входной фильтр 1 низкой частоты, компаратор 6, первый ЦАП 2 в качестве источника напряжения смещения сигнала датчика, второй ЦАП 5 в качестве источника опорного сигнала компаратора 6, АЦП 3, ЦП 4. При этом выходы индукционного датчика соединены с входами фильтра 1, причем второй выход индукционного датчика также соединен с выходом первого ЦАП 2, выход фильтра 1 соединен с входом АЦП 3, первым входом компаратора 6 и первым выводом шунтирующего резистора RШ. Второй вход компаратора 6 соединен с выходом второго ЦАП 5. Второй вывод шунтирующего резистора RШ соединен с открытым стоком транзисторного ключа Т, исток транзисторного ключа соединен с общим выводом компаратора 6, АЦП 3, ЦАП 2 и ЦАП 5. Выход АЦП 3, затвор транзисторного ключа Т, входы ЦАП 2 и ЦАП 5, компаратор 6 подключены к ЦП 4. Компаратор 6, транзисторный ключ Т, АЦП 3, ЦАП 2, ЦАП 5 и ЦП 4 являются встроенными компонентами микроконтроллера 7. 2 ил.
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 [1].
Известно устройство формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [2], состоящее из входного интегратора, компаратора, построенного по схеме триггера шмитта, устройства выборки-хранения для фиксации максимума вольт-секундной площади, устройства управления.
Его недостатком является достаточная сложность, отсутствие возможности изменения уровня гистерезиса в зависимости от параметров входного сигнала и недостаточная надежность, обусловленная тем, что для формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения используется только одна полярность сигнала.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство, реализующее способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [3]. Его структурная схема приведена на фиг.1. Устройство содержит два компаратора (3 и 4), инвертор (2), источник опорного сигнала (1), измерители частоты (5) и скорости изменения частоты (6), таймер (5). Отличительной особенностью этого устройства является блокирование переключения компараторов с момента предыдущего переключения на ожидаемое время до следующего переключения. Время блокирования компараторов задается таймером и определяется путем экстраполяции на основе результатов измерения частоты и скорости ее изменения.
Недостатком этого формирователя импульсов является низкая надежность, обусловленная, в том числе, отсутствием диагностики входных цепей с датчика на наличие короткого замыкания и разрыва, недостаточной помехоустойчивостью в случае появления различного рода помех, действующих после снятия блокирования компараторов, достаточно высокой сложностью.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности за счет обеспечения диагностики входных цепей на наличие короткого замыкания и разрыва, повышения помехоустойчивости, упрощения реализации схемы формирователя на основе микроконтроллера.
Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, содержащий компаратор, согласно предлагаемому изобретению введены фильтр низкой частоты RC-типа, имеющий частоту среза, находящуюся в нижней области частотного диапазона формирователя, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), шунтирующий резистор (RШ), транзисторный ключ (Т) и центральный процессор (ЦП), причем выходы индукционного датчика соединены с входами фильтра, второй выход индукционного датчика соединен с выходом первого ЦАП, выход фильтра соединен с входом АЦП, первым входом компаратора и первым выводом шунтирующего резистора, второй вход компаратора соединен с выходом второго ЦАП, второй вывод шунтирующего резистора соединен с открытым стоком транзисторного ключа, исток транзисторного ключа соединен с общим выводом компаратора, АЦП и обоих ЦАП, выход АЦП, затвор транзисторного ключа, входы обоих ЦАП и компаратор подключены к ЦП, а компаратор, транзисторный ключ, АЦП, два ЦАП и ЦП являются встроенными компонентами микроконтроллера.
Введенный в схему формирователя импульсов фильтр низкой частоты нормирует величину амплитуды входного сигнала таким образом, что она остается практически постоянной при изменении частоты вращения ротора и соответствующих изменениях частоты и амплитуды сигнала на выходе датчика. Кроме этого, фильтр не пропускает высокочастотные помехи, поступающие на вход формирователя. Фактически фильтр низкой частоты выполняет те же самые функции, что и блок измерения вольт-секундной площади, но используя минимальные схемные ресурсы. Введение фильтра низкой частоты в схему формирователя позволяет исключить из схемы один компаратор, инвертор, измерители частоты и скорости изменения частоты, таймер.
Введенный в схему формирователя первый ЦАП смещает в область положительных напряжений потенциал на выходе фильтра, что требуется для обеспечения функционирования встроенных в микроконтроллер компаратора и АЦП.
Введенный в схему формирователя второй ЦАП является источником опорного напряжения для компаратора и обеспечивает гибкое управление уровнем опорного напряжения при изменении уровня входного сигнала компаратора.
Введенные в схему формирователя шунтирующий резистор и транзисторный ключ используются совместно с АЦП для измерения сопротивления рабочей обмотки индукционного датчика в режиме диагностики.
Введенный в схему формирователя АЦП используется для измерения параметров входного сигнала компаратора, по которым определяется уровень опорного напряжения компаратора, и для оценки величины сопротивления рабочей обмотки датчика.
Введенный в схему формирователя ЦП принимает коды выходного напряжения фильтра с АЦП, управляет величиной потенциала смещения выходного напряжения с датчика посредством первого ЦАП, формирует уровень порога гистерезиса для компаратора посредством второго ЦАП, включает транзисторный ключ при переходе в режим диагностики состояния входных цепей формирователя.
Таким образом, предложенная совокупность признаков изобретения приводит к повышению надежности функционирования формирователя и обеспечивает его реализацию на основе микроконтроллера.
На фиг.2 приведена структурная схема предлагаемого устройства формирователя импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения. Устройство состоит из входного фильтра 1 низкой частоты, компаратора 6, первого ЦАП 2 в качестве источника напряжения смещения сигнала датчика, второго ЦАП 5 в качестве источника опорного сигнала компаратора, компаратора 6, АЦП 3, ЦП 4. При этом выходы индукционного датчика соединены с входами фильтра 1, второй выход индукционного датчика соединен с выходом первого ЦАП 2, выход фильтра 1 соединен с входом АЦП 3, первым входом компаратора 6 и первым выводом шунтирующего резистора RШ. Второй вход компаратора 6 соединен с выходом второго ЦАП 5. Второй вывод шунтирующего резистора RШ соединен с открытым стоком транзисторного ключа Т, исток транзисторного ключа соединен с общим выводом компаратора 6, АЦП 3, ЦАП 2 и ЦАП 5. Выход АЦП 3, затвор транзисторного ключа Т, входы ЦАП 2 и ЦАП 5, компаратор 6 подключены к ЦП 4. Компаратор 6, транзисторный ключ Т, АЦП 3, ЦАП 2, ЦАП 5 и ЦП 4 являются встроенными компонентами микроконтроллера 7.
Работает устройство следующим образом. ЦП 4 посредством ЦАП 2 формирует напряжение смещения на выходных обмотках датчика, обеспечивая при любом уровне выходного сигнала датчика положительный уровень потенциала на входах АЦП 3 и компаратора 6. АЦП 3 измеряет напряжение на выходе фильтра и передает коды напряжения в ЦП 4, который посредством ЦАП 5 формирует уровни опорного напряжения для компаратора 6 и определяет состояние входных цепей с датчика. В начале фазы подъема выходного сигнала фильтра 1 порог гистерезиса компаратора 6 является высоким, затем после достижения выходного сигнала фильтра 1 уровня высокого порога компаратор 6 срабатывает, и порог гистерезиса меняется центральным процессором 4 на низкий. В фазе снижения выходного сигнала фильтра 1 компаратор 2 срабатывает после достижения этим сигналом уровня низкого порога, после чего центральный процессор 4 подает на опорный вход компаратора 2 посредством ЦАП 5 высокий уровень порога гистерезиса. Величины порогов гистерезиса определяются по значениям напряжения, измеряемого АЦП 3.
В режиме диагностики входных цепей с датчика транзисторный ключ Т открывается, и формируется измерительная цепь из последовательно включенных активного сопротивления обмотки датчика RД, сопротивления фильтра RФ, шунтирующего сопротивления RШ. Цепь запитывается напряжением UСМ, формируемым ЦАП 2. По величине напряжения UШ на шунтирующем сопротивлении RШ, измеряемом АЦП 3, центральный процессор 4 определяет состояние входных цепей датчика. В случае исправных входных цепей напряжение UШ будет равно: UШ=UСМ·RШ/(RД+RФ+RШ). При разрыве входных цепей ток по шунтирующему сопротивлению RШ не протекает, и напряжение UШ будет равно нулю. При коротком замыкании входных цепей UШ будет равно: UШ=UСМ·RШ/(RФ+RШ).
Таким образом, введение в устройство фильтра низкой частоты RC-типа с частотой среза, находящейся в нижней области частотного диапазона формирователя, АЦП, двух ЦАП, шунтирующего резистора, транзисторного ключа и ЦП, обеспечивает фильтрацию высокочастотных помех и практически постоянную амплитуду выходного сигнала индукционного датчика во всей области частот вращения измеряемого ротора, позволяет определить состояние входных цепей с датчика, позволяет реализовать всю схему формирователя импульсов на одной ИМС микроконтроллера, двух резисторах и одном конденсаторе, также повышая тем самым надежность устройства.
Использованные источники
1. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник. / Под общей редакцией Ю.Н.Коптева. Том 1, М.: Издательское предприятие журнала "Радиотехника", 1998 г., стр.52.
2. Патент RU 2173022, С2, МПК 7 Н03К 5/153, опубл. 27.08.2001 г.
3. Патент RU 2399154, С1, МПК Н03К 5/153, G01R 23/02 опубл. 10.09.2010 г.
Claims (1)
- Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, содержащий компаратор, отличающийся тем, что в него введены фильтр низкой частоты RC-типа, имеющий частоту среза, находящуюся в нижней области частотного диапазона формирователя, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), шунтирующий резистор, транзисторный ключ и центральный процессор (ЦП), причем выходы индукционного датчика соединены с входами фильтра, второй выход индукционного датчика соединен с выходом первого ЦАП, выход фильтра соединен с входом АЦП, первым входом компаратора и первым выводом шунтирующего резистора, второй вход компаратора соединен с выходом второго ЦАП, второй вывод шунтирующего резистора соединен с открытым стоком транзисторного ключа, исток транзисторного ключа соединен с общим выводом компаратора, АЦП и обоих ЦАП, выход АЦП, затвор транзисторного ключа, входы обоих ЦАП и компаратор подключены к ЦП, а компаратор, транзисторный ключ, АЦП, оба ЦАП и ЦП являются встроенными компонентами микроконтроллера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127844/08A RU2458459C1 (ru) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127844/08A RU2458459C1 (ru) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458459C1 true RU2458459C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011127844/08A RU2458459C1 (ru) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458459C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541095C1 (ru) * | 2014-02-17 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
RU2647676C1 (ru) * | 2017-05-30 | 2018-03-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1837629A1 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | STMicroelectronics S.r.l. | Method and device for estimating displacements of the rotor of a motor |
RU2343490C2 (ru) * | 2006-05-26 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Устройство для контроля частоты вращения |
RU2352059C1 (ru) * | 2007-10-09 | 2009-04-10 | Николай Анатольевич Мурашко | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
RU2399154C1 (ru) * | 2009-08-31 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
RU2399153C1 (ru) * | 2009-08-31 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
-
2011
- 2011-07-06 RU RU2011127844/08A patent/RU2458459C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1837629A1 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | STMicroelectronics S.r.l. | Method and device for estimating displacements of the rotor of a motor |
RU2343490C2 (ru) * | 2006-05-26 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Устройство для контроля частоты вращения |
RU2352059C1 (ru) * | 2007-10-09 | 2009-04-10 | Николай Анатольевич Мурашко | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
RU2399154C1 (ru) * | 2009-08-31 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
RU2399153C1 (ru) * | 2009-08-31 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541095C1 (ru) * | 2014-02-17 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
RU2647676C1 (ru) * | 2017-05-30 | 2018-03-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5757877B2 (ja) | 絶縁劣化検出装置 | |
JP2011061839A5 (ru) | ||
RU2458459C1 (ru) | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения | |
US20140145662A1 (en) | Motor driving apparatus and method | |
RU2014130117A (ru) | Периферийное устройство с самопроверкой пьезоэлектрических преобразователей | |
DK2849964T3 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR SAFE CHARGING a motor BATTERY | |
US20160212556A1 (en) | Dc impedance detection circuit and method for speaker | |
JP2008116350A (ja) | 回転角検出装置及び回転角検出方法 | |
TW200944806A (en) | A measurement unit including an auto switch low-pass filter | |
US10222241B2 (en) | Capacitance measurement circuit for sense-only capacitive sensors operated in mode of measuring a displacement current caused by the presence of a grounded object | |
JP2016166770A (ja) | 漏電検出装置 | |
RU2490787C1 (ru) | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения | |
US8760099B2 (en) | Sensorless motor apparatus, back EMF detector and detection method thereof | |
KR101723914B1 (ko) | 용량성 부품의 커패시턴스 및/또는 용량성 부품의 커패시턴스의 변화를 검출하는 회로 장치 및 방법 | |
RU2005139372A (ru) | Способ направленной защиты от однофазного замыкания на землю в распределительной электрической сети переменного тока и устройство для его осуществления | |
US11398787B2 (en) | Optimizing comparator operation for a varying DC component input | |
RU2459351C1 (ru) | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения | |
JP2013528040A5 (ru) | ||
RU2647676C1 (ru) | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения | |
RU2321002C1 (ru) | Датчик тока | |
CN108141146B (zh) | 电力转换器 | |
RU2541095C1 (ru) | Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения | |
WO2016045454A1 (zh) | 适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法 | |
JP4956238B2 (ja) | 直流モータのリプル検出装置、回転状態検出装置、リプル検出方法及び回転状態検出方法 | |
RU2526500C1 (ru) | Устройство контроля работоспособности электродвигателя постоянного тока |