CN1157605C - 转动方向检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测物体转动方向的传感器，包括：第一加速计，使用时安装在物体上，并具有第一检测方向；第二加速计，使用时安装在物体上，并具有第二检测方向，两个加速计安装成使第一与第二检测方向相互不平行，且不平行于物体的转动轴，从而使物体在使用中转动时，由于重力效应而在两加速计的输出之间出现相位差；以及接收和确定器件，接收从第一和第二加速计来的加速显示输出信号，和确定两个信号之间的相位关系从而确定物体的转动方向。

Description

转动方向检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种装置，它用于检定比如车轮之类的转动物体的转动方向。
背景技术
被提出的许多装置都是用于提供显示转动物体转向的信号，以及用于提供该转动物体转速的显示。然而，这样的装置通常既复杂又昂贵，兼且需要有既容易损毁又难于制造和安装的灵敏的电子和机械装置。另外，该类装置通常要求有恒定电源供电的连接，往往是高耗电级的装置。
发明内容
因此，需要有一种低价低耗电的装置，该装置既可靠又构造简单，而且能够提供显示转动物体转动方向的输出。
根据本发明，提供了一种用于检测物体转动方向的传感器，该传感器包括：
第一加速计，使用时安装在物体上，并具有第一检测方向；
第二加速计，使用时安装在物体上，并具有第二检测方向；这两个加速计安装成使第一与第二检测方向相互不平行，且不平行于物体的转动轴，从而使物体在使用中转动时，由于重力效应而在两加速计的输出之间出现相位差；以及
接收和确定器件，用于接收从第一和第二加速计来的加速显示输出信号，和用于确定两信号之间的相位关系从而确定物体的转动方向。
第一检测方向与第二检测方向可以相互垂直。
加速计可以是谐振型的、电容型的或压阻型的多种类型。
加速计可以是微切屑加工型的。
第一和第二加速计可以定位在转动物体的同一位置。
还提供了一种相应的方法。
本发明的传感器和方法都与转动物体有关，该物体绕一个非平行于地心吸力方向的轴转动。这是因为地心吸力产生两个加速计输出之间可用于构成对比的相位差，该对比用于确定转向。
由于简单的加速计可用于本装置，而简单的相位关系用于确定转动的方向，本发明的装置就无需采用复杂元件，该装置的总电路***被简化，只需要很少电力。这表明它可以由普通电池或独立的电源驱动，其使用期有十年或以上。
以上所述构成有如此优点：所述装置可独立用于比如车轮之类相对难接近的转动物体，而无需输送电力以驱动它。
附图说明
参照以下附图来说明本发明的一个实例，其中：
图1是转动物体的示意图，该物体具有附于其上的本发明的一个样本装置；
图2是一曲线图，示出为一时间函数的输出信号；该信号来自图1物体转动时图1装置中的两个加速计；
图3是一示意图，示出用于图1装置中的电路***。
具体实施方式
参看图1，本发明的装置1定位于转动物体2的周边上，其转动方向有待确定。物体2可绕轴3向任一方向转动。以下结合图3更详细地描述本发明的装置1，图3中包括两个各有可感测方向A1、A2的加速计4、5，在A1、A2方向上通过相应的加速计4、5可测量加速计4、5上加速力的变化。
该实例中，加速计4、5被固定在物体2周边上的同一位置，尽管这不是必须的。另外，该实例中检测方向A1、A2相互垂直，而这也不是必须的。为了使所述装置能工作，加速计4、5必需定位在物体上并安排它们的检测方向使其输出10、11之间的相位差不是0°或180°。事实上，有±90°相位差的输出是更可取的。如上所述，传感器会对绕一非平行于定向的地心吸力的轴转动的转动物体起作用；在加速计4、5随着物体2转动的时候，由于地心吸力和加速计4、5的定位效应造成加速计的输出有相位差。
使用时，当物体2绕轴3转动时，加速计4、5提供输出信号10、11(如图2中所示)。图2示出装置1转动并穿过点A、B、C和D时(图1中所示)的输出信号。图2示出这样的情况：两个加速计都匹配并有已被改成匹配的输出幅度，但为了使装置1能工作，这种情况并不是必须的。事实上，实际使用中，第一加速计4会有由离心力引起的偏移，但这是无关紧要的，理由在于有以下将描述的接收和对比器件9执行的相位关系对比的相关特性。从图2可见，两个输出10、11有90°相位差，这是由重力加速度对这两个器件的作用产生的，该作用是由于它们有不同的检测方向。图2示出这样的优选位置：两个加速计4、5定位在有相互垂直的检测方向，而且相对于物体2分别在径向和切向配置，物体2则绕垂直于地心吸力的轴3转动。可以理解的是：如果不是这样的情况，90°的相位关系将会改变，其大小会减小或增大。然而，以下将会说明在涉及该装置的操作时，此相位差的值是不重要的。
图3是图1装置的示意图，其中示出其主要元件。
加速计4、5如上面所说明的定位在物体2上，由一个可以是普通电池的共用独立电源8通过相应的驱动电路6、7驱动。加速计4、5各提供一个输出10、11给接收器件9，接收器件9比较两个加速计4、5的输出10、11两者之间的相位差，并基于这两个信号之间的相位差是负还是正而提供一个输出信号。该输出信号可以是普通二进制的“0”或“1”，其取决于相位差的正负性质，并且由该相位差而显示转动物体2的转动方向。
因为可采用极简易和不特别灵敏的加速计4、5，且由于其输出无须被平衡，因而其驱动电路和输出电路很简单并可实现耗电非常低。另外，因为对比电路提供极简单的输出，因而亦可由同样是低耗电的极普通的元件制成。于是可用非常坚固却能提供简单而有效的方向输出的指示器。总之，这表示该装置可成形为容易定位，且无须在远方和难接近转动物体内进行复杂布线，亦无需常规的维修和/或恒定的电源供应，因而比现有技术有更多的优点。

Claims (7)

1.一种用于检测物体转动方向的传感器，包括：
第一加速计，使用时安装在物体上，并具有第一检测方向；
第二加速计，使用时安装在物体上，并具有第二检测方向；这两个加速计安装成使第一与第二检测方向相互不平行，且不平行于物体的转动轴，从而使物体在使用中转动时，由于重力效应而在两加速计的输出之间出现相位差；以及
接收和对比器件，用于接收从第一和第二加速计来的加速显示输出信号，和用于确定两信号之间的相位关系从而确定物体的转动方向。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：第一检测方向与第二检测方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：一个检测方向沿着转动的方向。
4.根据权利要求1或3所述的传感器，其特征在于：所述加速计是谐振型、电容型或压阻型的。
5.根据权利要求1至3之一所述的传感器，其特征在于：第一和第二加速计定位在转动物体的同一位置。
6.根据权利要求1至3之一所述的传感器，其特征在于：所述加速计是微切屑加工型的。
7.一种用于检测物体转动方向的方法，包括下列步骤：
安置第一加速计于该物体上，该加速计具有第一检测方向；
安置第二加速计于该物体上，该加速计具有第二检测方向；这两个加速计安装成使第一与第二检测方向相互不平行，且不平行于物体的转动轴，从而使物体在使用中转动时，由于重力效应而在两加速计的输出之间出现相位差；
接收从第一和第二加速计来的加速显示输出信号；以及
确定两信号之间的相位关系从而确定物体的转动方向。
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