SU841610A3 - Электромагнитный датчик,чувстви-ТЕльНый K изМЕНЕНию МАгНиТНОгОпОл - Google Patents

Description

1 Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  получени  информации о местонахождении, направлении движени  и скорости транспортных средств на автомобильных дорогах. Известны магнитные датчики .цл  получени  информации о координатах движущегос  транспортного средства Они содержат, по крайней мере, одну излучающую обмотку, при возбуждении которой вокруг датчика образуетс  магнитное поле, воспринимаемое одно или несколькими приемными обмотками расположенными на датчике. Проникаю ща  в это поле металлическа  масса или транспортное средство возмущают его, и это возмущение обнаруживаетс  приемными обмотками датчика Однако известные датчики обладают р дом недостатков, обусловленных тем, что приемные катушки расположе коллинеарно и слабо св заны между собой, что требует .придани  сравни тельно больших физических размеров датчику. Кроме того, при отсутствии возмущающей провод щей массы необходимо осуществл ть точную механическую регулировку относительного положени  трех катушек, но така  предварительна  регулировка может быть нарушена из-за окружающей обCTjaHOBKH на дороге. Цель изобретени  - yMeHsiiieirtie габаритов и повышение чувствительности датчика. Эта цель достигаетс  тем, что в электромагнитном датчике, чувствительном к изменению магнитного пол , которое он создает, содержащем, по меньшей мере, одну излучающую обмотку , две приемные обмотки и блок обработки данных, приемные обмотки, коэффициент св зи между которыми, . по крайней мере, на пор док выше коэффициента их св зи с излучающей обмоткой, расположены по обеим сторонам оси излучающей обмотки, причем их обща  ось перпендикул рна оси излучающей обмотки. Излучающа  и приемные обмотки в датчике расположены на ферромагнитной пластине, а вокруг приемных обмоток расположен электростатический экран. Кроме того, кажда  приемна  обмотка подключена к первому входу соответствующего усилител , вторые вход которых св заны соответственно с первым и вторым выходами фазового компаратора , один вход которого соединен через первый преобразователь с излучающей обмоткой, другой вход через второй преобразователь - с выходми усилителей, а третий и четвертый выходы через логические блоки св заны с блоком обработки данных.

На фиг. 1 предста1влена конструкци  предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема датчика.

Датчик содержит излучающую обмотку 1 (фиг. 1), приемные обмотки 2 и 3, расположенные на рассто нии нескольких дециметров от обмотки 1. Обмотки 1-3 подключены к блоку 4 обработки данных с выходом 5 и установлены на ферромагнитной пластине 6, а BOKpyi обмоток 2 и 3 расположен электростатический экран 7. Ось 8 датчика располагаетс  вдоль дороги в ее середине. Обща  ось 9 обмоток 2 и 3 перпендикул рна оси 8, совпадающей с осью обмотки 1.

Обмотки 2 и 3 подключены соответственно ко входам приемных усилителей 10 и 11 (фиг. 2), выходы которых .объединены и подключены к схеме 12 преобразовани , преобразующей синусоидальное напр жение в пр моугольное . Излучающа  обмотка 1 подключена к схеме 13 преобразовани , преобразующей -синусоидальное напр жение в пр моугольное,  вл ющеес  опорным напр жением, в результате чего они станов тс  почти полностью нечувст вительными к д(5полнительным помехам, которые могут накладыватьс  на синусоидальный сигнал.

Схемы преобразовани  12 и 13 подключены к фазовому компаратору 14, имеющему два выхода 15 и 16, св занных соответственно с усилител ми 11, и два других выхода 17 и 18, с которых снимаетс  информаци  об объекте, обнаруженном датчиком,в зависимости от его положени  относител но оси датчика, подаваема  на логические схемы 19 и 20.

Через усилитель 21 цепь 22 обеспечивает запит ку излучающей обмотки 1 с частотой 50 кГц, КС-цепочки 23 и 24 гас т быстрые изменени  сигнала

Устройство работает следующим рбразом .

В результате запитки обмотки 1 синусоидальным напр жением по цепи 22 через усилитель 21 в ней протекает ток, создающий вокруг обмотки магнитное поле, которое индуцирует токи в приемных обмотках 2 и 3, расположенных по обе стороны от оси излучающей обмотки и св занные с ней. При отсутствии металлической массы, возмущающей магнитное поле, на приемных обмотках 2 и 3 имеетс  результирующий сигнал, фаза которого совпадает с фазой,опорного сигнала, формируе-

мого схемой 13. При этих услови х необходимо, чтобы на выходе приемных обмоток существовала ненулева  результирующа , величина которой могла бы обрабатыватьс  в схеме подстройки .

Подстройка осуществл етс  автоматчески и позвол ет компенсировать неблагопри тные воздействи  на систему со стороны окружающей среды, а также изменени , св занные с медленным дрефом характеристики компонентов системы . Дл  осуществлени  этой подстройки сигналы приемных обмоток 2 и 3 раздельно усиливаютс  соответственно в усилител х 10 и 11, имеющих разделную регулировку усилени , а затем объедин ютс  в цепочке 23 на выходе этих усилителей. В цепочке 23 получают векторный сигнал,  вл ющийс  результатом сложени  усиленных сигнаЛОБ ,.фаза которого мен етс , следовательно , в зависимости от разбалансировки коэффициентов усилени  усилителей по отношению к опорной фазе.

Фазовый компаратор 14, на который подаетс , с одной стороны, результирующий сигнал и, с другой стороны, опорный сигнал после их преобразовани  в пр моугольные сигналы соответственно в схемах преобразовани  12 и 13, определ ет разность фаз двух сигналов и выдает напр жение с выходов 15 и 16 на тот или другой из усилителей 10 и 11 в зависимости от знака этой разности дл  изменени  их коэффициентов усилени  так, чтобы результирующий сигнал совпадал по фазе с опорным сигналом. При этом сравнение фаз сигналов осуществл етс  в цифровой форме, и операци  согласовани  по фазе осуществл етс  сравнительно медленно из-за того, что автоматическа  регулировка коэффициента усилени  усилителей 11 и 12 имеет большое врем  срабатывани .

Таким образом,система не может сразу реагировать на возникновение быстрых рассогласований по фазе, вызываемых по влением металлической массы или транспортного средства в магнитном поле излучающей обмотки, вследствие чего на одном из выходов 17 или 18 фазового компаратора 14 по вл етс  напр жение, указывающее на присутствие остановившегос  транспортцого средства в непосредственной близости от датчика, если это напр жение присутствует посто нно, или на наличие движущегос  транспортного средства, если это напр жение имеет вид импульса. Выход, на котором по вл етс  напр жение, указывает на положение транспортного средства относительно оси датчика или на направлеиие его перемещени .

Обычно датчик размещаетс  под дорожным полотном вдоль оси контролируемой дороги, а его сравнительно

ебольшие размеры, составл ющие в

лину приблизительно 1 м, делают

его применение достаточно простым.

н может быть установлен также на

краю дорожного полотна без искаже,ни  выдаваемой им информации,Формула изобретени 

1. Электромагнитный датчик, чувствительный к изменению магнитного пол , которое он создает, содержащий, . по меньшей мере, одну излучающую об- мотку, две приемные обмотки и блок обработки данных, отли чающийс   тем, что, с целью уменьшени  его габаритов и повышени  чувствительности , приемные обмотки, коэффи- 15 циент св зи между которыми, по крайней мере, на пор док выше коэффициента их св зи с излучающей обмоткой, расположены по обеим сторонам оси излучающей обмотки,причем их обща  20 ось перпендикул рна оси излучающей обмотки.

2,Электромагнитный датчик по

п. 1, отличающийс  тем, что излучающа  и приемные обмотки ра положены на ферромагнитной пластине, а вокруг приемных обмоток .расположен электростатический экран.

3.Электромагнитный датчик по пп. 1и2, отличающийс  тем, что кажда  приемна  обмотка подключена к первому входу соответствующего усилител , вторые входы которых св заны соответственно с первым и вторым выходами фазового компаратора . Один ВХОД котор.ого соединен через первый преобразователь

с излучсиощей обмоткой, другой вход через второй преобразователь - с выходами усилителей, а третий и четвертый выходы через логические блоки св заны с блоком обработки данных.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3,911,389, кл. 340/38 L, 1975.

УШ

I .

jfe

J

Л-с-к

Фиг.2

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Электромагнитный датчик, чувствительный к изменению магнитного поля, которое он создает, содержащий,* по меньшей мере, одну излучающую обмотку, две приемные обмотки и блок обработки данных, отли чающийс я тем, что, с целью уменьшения его габаритов и повышения чувствительности, приемные обмотки, коэффи- 15 циент связи между которыми, по крайней мере, на порядок выше коэффициента их связи с излучающей обмоткой, расположены по обеим сторонам оси излучающей обмотки,причем их общая 20 ось перпендикулярна оси излучающей обмотки.
2. 2. Электромагнитный датчик по

   π. 1, отличающийся тем, что излучающая и приемные обмотки рас положены на ферромагнитной пластине, а вокруг приемных обмоток .расположен электростатический экран.
3. 3. Электромагнитный датчик по пп. 1и2, отличающийся тем, что каждая приемная обмотка подключена к первому входу соответствующего усилителя, вторые входы которых связаны соответственно с первым и вторым выходами фазового компаратора, один вход· которого соединен через первый преобразователь с излучающей обмоткой, другой вход через второй преобразователь — с выходами усилителей, а третий и четвертый выхода через логические блоки связаны с блоком обработки данных.