CN114441796B - 一种具有自检功能及pfm调制输出的磁电式转速传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器，所述传感器的传感器线圈组件分别与信号放大滤波电路、断线检测电路电连接；所述信号放大滤波电路与低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路以及信号输出驱动电路依次电连接；断线检测电路与信号处理滤波电路电连接，所述信号处理滤波电路和自检频率发生器分别与信号切换开关电连接，所述信号切换开关与自检信号输出驱动电路电连接。本发明具有响应速度快，检测精度高，通过自检信号可以直接实时监测传感器是否正常工作，故障输出直观，工作稳定，测量可靠性高等优点。

Description

一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器
【技术领域】
本发明涉传感器领域，具体涉及一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器。
【背景技术】
目前，国内外市场上并没有一种磁电式转速传感器同时具有线圈自检功能和PFM调制输出。由于磁电式转速传感器在实际使用过程中，传感器的工作环境通常都较为恶劣，其前端线圈探头容易出现断线等故障现象。而目前，国内外市场上并没有一种专门用于磁电式转速传感器进行断线在线监测的传感器。
虽然市场上现有的磁电式转速传感器部分也有自检功能，但是他们大多不具有在线监测的功能，且产品本身的转速输出信号会容易受被测音轮尺寸大小以及被测音轮与传感器之间的间隙影响，导致检测数据不准确等问题。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题，在于提供一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器，其具有响应速度快，检测精度高，通过自检信号可以直接判定传感器是否正常工作故障输出直观，工作稳定，测量可靠性高等优点。
本发明是这样实现的：
一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器，所述传感器的硬件包括传感器线圈组件、信号放大滤波电路、低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路、信号输出驱动电路、断线检测电路、信号处理滤波电路、自检频率发生器、信号切换开关以及自检信号输出驱动电路，
所述传感器线圈组件分别与信号放大滤波电路、断线检测电路电连接；
所述信号放大滤波电路、低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路以及信号输出驱动电路依次电连接；
所述断线检测电路与信号处理滤波电路电连接，所述信号处理滤波电路和自检频率发生器分别与信号切换开关电连接，所述信号切换开关与自检信号输出驱动电路电连接。
进一步的，所述传感器的硬件还包括电源降压稳压电路，所述电源降压稳压电路分别与信号放大滤波电路、低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路、信号输出驱动电路、断线检测电路、信号处理滤波电路、自检频率发生器、信号切换开关以及自检信号输出驱动电路电连接。
本发明的优点在于：
本发明提出的磁电式转速传感器断线检测相关功能模块与信号输出模块具有独立工作的模块，因此在传感器使用过程中可以实现在线实时监测的功能；利用脉冲整形滤波电路将转速信号转换为PFM脉冲调制方式输出，确保传感器的信号脉冲输出波形不会受被测音轮尺寸大小以及被测音轮与传感器之间的间隙影响，从而保证传感器的检测信号输出仅与被测音轮转速频率成正相关。传感器利用纯硬件电路设计具有响应速度快，检测精度高，通过自检信号可以直接判定传感器是否正常工作故障输出直观，工作稳定，测量可靠性高等优点，填补了国内市场的空白。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器的电路连接框图之一。
图2是本发明一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器的电路连接框图之二。
图中标号如下：
1-传感器线圈组件、2-信号放大滤波电路、3-低通滤波器、4-比较器、5-脉冲整形滤波电路、6-信号输出驱动电路、7-断线检测电路、8-信号处理滤波电路、9-自检频率发生器、10-信号切换开关、11-自检信号输出驱动电路、12-电源降压稳压电路
【具体实施方式】
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图2所示，本发明的一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器，所述传感器的硬件包括传感器线圈组件1、信号放大滤波电路2、低通滤波器3、比较器4、脉冲整形滤波电路5、信号输出驱动电路6、断线检测电路7、信号处理滤波电路8、自检频率发生器9、信号切换开关10以及自检信号输出驱动电路11，
所述传感器线圈组件1分别与信号放大滤波电路2、断线检测电路7电连接；
所述信号放大滤波电路2、低通滤波器3、比较器4、脉冲整形滤波电路5以及信号输出驱动电路6依次电连接；
所述断线检测电路7与信号处理滤波电路8电连接，所述信号处理滤波电路8和自检频率发生器9分别与信号切换开关10电连接，所述信号切换开关10与自检信号输出驱动电路11电连接。
在具体实施中，优选的一实施例：所述传感器的硬件还包括电源降压稳压电路12，所述电源降压稳压电路12分别与信号放大滤波电路2、低通滤波器3、比较器4、脉冲整形滤波电路5、信号输出驱动电路6、断线检测电路7、信号处理滤波电路8、自检频率发生器9、信号切换开关10以及自检信号输出驱动电路11电连接。
在本发明的另一个实施例中：
所述磁电式转速传感器其主要结构都是由一个磁铁、外壳、垫环、传感器线圈组件、电路板及连接器等构成。制作过程：先通过SMT等焊接技术，将信号放大滤波电路2、低通滤波器3、比较器4、脉冲整形滤波电路5、信号输出驱动电路6、断线检测电路7、信号处理滤波电路8、自检频率发生器9、信号切换开关10、自检信号输出驱动电路11以及电源降压稳压电路12等电路功能模块的电子元器件焊接结成到电路板上，然后将传感器线圈组件1与电路板连接并装配到相应的外壳内即可组装成成品。
本发明的工作原理如下：
磁电式转速传感器利用可变磁阻的工作原理,传感器通过感应被测靶标旋转时轮齿与传感器间的气隙大小变化引起的磁阻变化，反应传感器中磁路的磁通量变化，而根据电磁感应定律，磁通量变化将在传感器线圈组件1生成感应电动势，信号放大滤波电路2将前端传感器线圈组件1感应到的电信号进行放大滤波，并经过比较器4电路将放大后的信号转换成相应的脉冲开关信号，再经过脉冲整形滤波电路5转换成脉冲宽度固定的PFM脉冲调制信号，最后通过信号输出驱动电路6将信号进行幅值调整及功率放大输出。
断线检测电路7通过检测传感器线圈组件1在工作中的状态来控制信号切换开关模块，决定自检信号的输出是固定电平还是具有特定频率的自检信号。自检信号由自检频率发生器9电路产生。最后通过自检信号输出驱动电路11可以根据产品需要将相应的自检信号进行幅值变化及功率放大输出。
电源降压稳压电路12用于将外部输入的直流电源电压转换成传感器内各个电路模块正常工作时所需要的工作电压。
综上，本发明提出的磁电式转速传感器断线检测相关功能模块与信号输出模块具有独立工作的模块，因此在传感器使用过程中可以实现在线实时监测的功能；利用脉冲整形滤波电路将转速信号转换为PFM脉冲调制方式输出，确保传感器的信号脉冲输出波形不会受被测音轮尺寸大小以及被测音轮与传感器之间的间隙影响，从而保证传感器的检测信号输出仅与被测音轮转速频率成正相关。传感器利用纯硬件电路设计具有响应速度快，检测精度高，通过自检信号可以直接判定传感器是否正常工作故障输出直观，工作稳定，测量可靠性高等优点，填补了国内市场的空白。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器，其特征在于：所述传感器的硬件包括传感器线圈组件、信号放大滤波电路、低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路、信号输出驱动电路、断线检测电路、信号处理滤波电路、自检频率发生器、信号切换开关以及自检信号输出驱动电路，
所述传感器线圈组件分别与信号放大滤波电路、断线检测电路电连接；
所述信号放大滤波电路、低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路以及信号输出驱动电路依次电连接；
所述断线检测电路与信号处理滤波电路电连接，所述信号处理滤波电路和自检频率发生器分别与信号切换开关电连接，所述信号切换开关与自检信号输出驱动电路电连接；
其中，断线检测电路根据传感器线圈组件在工作中的状态控制信号切换开关进行切换，以便决定自检信号为输出固定电平还是具有特定频率的自检信号。
2.如权利要求1所述的一种具有自检功能及PFM调制输出的磁电式转速传感器，其特征在于：所述传感器的硬件还包括电源降压稳压电路，所述电源降压稳压电路分别与信号放大滤波电路、低通滤波器、比较器、脉冲整形滤波电路、信号输出驱动电路、断线检测电路、信号处理滤波电路、自检频率发生器、信号切换开关以及自检信号输出驱动电路电连接。
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