CS273536B1

CS273536B1 - Connection of toothed wheel's speed spur pickup

Info

Publication number: CS273536B1
Application number: CS905788A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Sebek
Original assignee: Zdenek Sebek
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS905788A1

Abstract

It solves scanning of passage of teeth of metal toothed gears. The connection arrangement is realised by means of constantly oscillating oscillator and scanner circuit transistor, detection and pulse shaper circuit, and control circuits of oscillator power supply. The principle of the connection arrangement of the front sensor consists in use of variable capacitance diode that is a part of resonant circuits of high frequency oscillator. The capacity of the variable capacitance diode is controlled by change of supply voltage of the high frequency oscillator from the output of the control circuits of the oscillator power supply. When the teeth pass by the scanner circuit, the high frequency oscillator is trimmed both by change of supply voltage and by change of variable capacitance diode capacity. The connection can be used for regulation of slip of asynchronous engines in traction vehicles.<IMAGE>

Description

CS 273536 BXCS 273536 BX

Vynález ae týká zapojeni čelního animače ozubeného kola určeného pro snímáni průchodu zubů kovového kola z magnetických 1 nemagnetických materiálů,'opojeného na přiklad 3 nápravou trakčního vozidlo za účelem měřeni rychlosti a vyhodnoceni skluzu, pebo cayku vzájemným porovnáváním rychlosti otáčeni Jednotlivých náprav nebo motorů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the engagement of a spur gear animizer for sensing the passage of metal gear teeth from magnetic non-magnetic materials, coupled to an axle of a traction vehicle, for example, to measure speed and evaluate slip.

Dosud jsou známé Čelní^-snímače otáček, tak zvané přibližovaci, u kterých průchodem zubu otáčejícího se zubového kola kolem magnetického obvodu vysokofrekvenčního oscilátoru docházi ke změně amplitudy jeho oscilaci, připadni k jejich úplnému vysazeni.There are known Front ^- encoders, known as a proximity in which the passage of the tooth of the rotating gear wheels along the magnetic circuit of a high frequency oscillator is changed the amplitude of the oscillation or to their complete withdrawal.

Tyto snímače Jsou pro mnohé aplikace nepoužitelné z,důvodu, že Již při nepatrných změnách vzdólonooti ozubonóho kolo od enimačo dochází ke zrnin® amplitudy výstupního napětí, ks změně jeho tvaru, případně ke změně střídy výstupních impulsů. Dále Jsou známé indukční snímače, které využívají stále kmitajícího vysokofrekvenčního oscilátoru a průchod zubů ozubeného kola je snímán laděným animacím obvodem, kde průchod zubu způsobuje rozlaďováni tohoto snímacího obvodu. Ani tyto snímače, které máji řeěenu kompenzaci házlvostl ozubenóho kola a Jistou kompenzaci v určitém rozsahu pracovních teplot, nejsou schopné plnit všechny požadavky na přesnou funkci v extrémním rozsahu pracovních teplot nad 100 °C při relativně velkých změnách přibližováni · vzdalováni zubů ozubeného kola, způsobenou jeho radiální házlvostl, při velkých otáčkách a malých zubech ozubeného kola.These sensors are not usable for many applications because of the fact that even slight changes of the gearwheel from the enimator cause the grain of the output voltage amplitude to change its shape or change the output pulse duty cycle. Furthermore, inductive sensors are known which utilize a still oscillating high frequency oscillator and the tooth passage of the gear is sensed by a tuned animation circuit, where the passage of the tooth causes tuning of this sensing circuit. Even these sensors, which have been designed to compensate for gear misalignment and certain compensation over a certain operating temperature range, are not able to meet all the requirements for precise function over the extreme operating temperature range above 100 ° C with relatively large proximity changes. radial runout, at high speeds and small gear teeth.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojeni podle vynálezu, jehož podstata epočivá v tom; že ke zpětnovazební indukčnoeti je paralelně připojena sériová kombinace prvního kondenzátoru a varikapu, přičemž ke společnému bodu opojeni prvního kondenzátoru a katody varikapu je přes odpor připojen výstup regulačních obvodů napájeni oscilátoru, jejichž signálový vstup je připojen na první výetup detekčního a tvorovaciho obvodu. Zpětnovazební indukčnost je jedním koncem připojena přes zpětnovazební kondenzátor k bázi tranzistoru o druhým koncem ke společné nule animače otáček, ke které je rovněž připojeno sériové spojeni třetího kondenzátoru a laditelné indukčnoeti, které je druhým koncem připojeno no vstup detekčního a tvorovaciho obvodu.The above drawbacks eliminate the circuit according to the invention, the essence of which is that; A series combination of the first capacitor and the varicap is connected in parallel to the feedback inductor, wherein the output of the oscillator power supply control circuits, the signal input of which is connected to the first output of the detection and generating circuit, is connected via a resistor to a common junction point. The feedback inductor is connected at one end via a feedback capacitor to the base of the transistor at the other end to a common zero speed counter, to which is also connected a serial coupling of a third capacitor and a tunable inductor, which is connected to the detection and generating circuit input.

Hlavni výhoda vynálezu spočívá v tom,že i při velkých rychlostech otáčeni ozubeného kola a relativně malými zuby, již od velikosti dvakrát dva milimetry; při Jeho radiální házlvostl dosahující až 50 % nastavené vzdálenosti snímače od zubů kole, jeou výstupní impulsy udržovány 3 konstantní střídou a amplitudou β to i při velkém rozsahu pracovních teplot až 200 C. Dalěi výhodou’.zapo jenl podle vynálezu je možnost kompenzace změny magnetických vlastnosti, která je způsobena stárnutím magnetických materiálů snímacího obvodu; pomoci laditelné indukčnoeti.The main advantage of the invention is that even at high rotational speeds of the gear wheel and relatively small teeth, from as little as two millimeters; With its radial deviation reaching up to 50% of the set distance of the sensor from the teeth of the wheel, the output pulses are maintained by 3 constant alternation and amplitude β even at a wide operating temperature range up to 200 C. Another advantage of the invention caused by aging of the magnetic materials of the sensing circuit; using tunable inductors.

Přiklad praktického zapojeni podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkresu.An example of a practical connection according to the invention is shown schematically in the drawing.

Zapojeni podle vynálezu se skládá z tranzistoru T vysokofrekvenčního oscilátoru, v Jehož emitoru je připojen obvod automatického přsdpžti, jeho báze je přes zpětnovazební kondenzátor C4 připojena ke zpětnovazební indukčnoeti LI»'. ka které je paralelně připojeno sériové spojení prvního kondenzátoru Cl a varikapu V. Ke katodě varikapu V jo přoo odpor £ připojen výstup C regulačních obvodů 4 napájeni oscilátoru, které jeou opatřeny signálovým vstupem a 0 napájecím vstupem b, V kolektoru tranzistoru T vysokofrekvenčního oscilátoru, je zapojen animaci obvod 2 a paralelní spojeni oecílační indukčnoati L2 a druhého kondenzátoru C2. K výstupu snímacího obvodu' 2 je připojeno Jednak sériové spojení laditelné indukčnoeti L3 a třetího kondenzátoru C3; Jednak detekční a tvarovací obvod £ ae vstupom _f o prvním a druhým výstupem d, e. Druhý výetup e detekčního a tvorovaciho.obvodu 3 je připojen na výstupní svorku A, Snímači obvod 2 je realizován např. dvěma vinutími se společným magnetickým obvodem, který předetevujá např. feritová tyčinka. Detekční a tvarovací obvod 3 lze realizovat např, tranzistorovým detektorem a klopným obvodem. Regulační obvody 4 napájeni oscilátoru obeahují tranzistorový frekvenčně závislý zpožňovaci obvod, stejnosměrný kompenzovaný zesilovač, realizovaný např, operačním zesilovačem, a emitorový aledovač.The circuit according to the invention consists of a high frequency oscillator transistor T, in whose emitter an automatic overvoltage circuit is connected, the base of which is connected to a feedback inductor L1 '' via a feedback capacitor C4. The output C of the oscillator power supply control circuit 4, which is provided with a signal input and a 0 power input b, is connected to the cathode of the variocap V in the collector of the high-frequency oscillator. circuit 2 and the parallel coupling of the inductance inductance L2 and the second capacitor C2 connected. A serial connection of a tunable inductor L3 and a third capacitor C3 is connected to the output of the sensing circuit 12; First, the detection and shaping circuit 4 and the input f of the first and second outputs d, e. The second output e of the detection and forming circuit 3 is connected to the output terminal A. The sensor circuit 2 is realized for example by two windings with a common magnetic circuit eg a ferrite bar. The detection and shaping circuit 3 can be realized, for example, by a transistor detector and a flip-flop. The oscillator power supply control circuits 4 include a transistor frequency dependent delay circuit, a DC compensated amplifier, realized, for example, by an operational amplifier, and an emitter follower.

&&

»CS 273536 Bl»CS 273536 Bl

Zapojeni podle vynálezu pracuje tak, že vysokofrekvenční oscilátor kmitá na naladěné frekvenci a obvod 1_ automatického předpětí udržuje konstantní proud tranzistorem T, Snímací obvod 2 je prostřednictvím laditelné lndukčnoeti L3 a kondenzátorem C3 naladěn tak, aby frekvence vysokofrekvenčního oscilátoru byla na-levóm boku jeho rezonanční křivky· Při průchodu zubu kolem snímacího obvodu 2 dochází k rozladěni tohoto obvodu, což prostřednictvím detekčního a tvarovaciho obvodu 3 a regulačních obvodů 4 napájeni oscilátoru má za následek změnu napájecího napět! vysokofrekvenčního oscilátoru a současně i změnu kapacity varikapu V v závislosti na přiváděném napětí, Tim dochází k přesta veni frekvence oscilátoru tak, aby byla udržována uprostřed levého boku rezonanční křivky snímacího obvodu 2, Tento mechanismus dostavováni vysokofrekvenčního oscilátoru je shodný při změně vzdálenosti čidla od zubu i při změně pracovní teploty.V tomto případě, vzhledem k tomu, že Je výstupním napětím z regulačních obvodů 4 napájeni oscilátoru současně měněno napáječi napětí vysokofrekvenčního oscilátoru i kapacita určující jeho frekvenci, postačí nepatrná změna napětí, aby došlo k doladěni vysokofrekvenčního oscilátoru· Tímto dvojím působením výstupního napětí z regulačních obvodů 4 napájeni oscilátoru je dosaženo podstatného omezeni vlivu radiální házivosti ozubeného kola a omezeni vlivu teploty okoli na funkci čelního snímače otáček·The circuit according to the invention operates in such a way that the high-frequency oscillator oscillates at the tuned frequency and the automatic bias circuit 7 maintains a constant current through the transistor T. When the tooth passes around the sensing circuit 2, this circuit is tuned, which, by means of the detection and shaping circuit 3 and the control circuits 4 of the oscillator power supply, results in a change in the supply voltage! The oscillator frequency is adjusted so that it is maintained in the middle of the left side of the resonant curve of the sensing circuit 2, this mechanism of adjusting the high-frequency oscillator is the same when changing the distance between the sensor and the tooth In this case, since the output voltage of the oscillator power supply control circuit 4 is changed simultaneously by the high voltage oscillator voltage supply and the frequency determining capacitance, a slight voltage change is sufficient to fine-tune the high frequency oscillator. the output voltage from the control circuits 4 of the oscillator power supply is substantially reduced by the influence of the radial runout of the gear and the influence of the ambient temperature on the function of the front speed sensor ·

Zapojeni podle vynálezu lze 8 výhodou použit hlavně u snímačů otáček náprav trakčních vozidel pro realizaci protiekluzových a protiemykových ochran a snímačů otáček asynchronních trakčních motorů trakčních vozidel pro regulaci skluzu, kde je vyžadováno enimáni velkého počtu malých zubů v extrémních teplotách· Zapojeni je zvláStě vhodné pro realizaci snímačů otáček elektrických lokomotiv·The connection according to the invention can be advantageously used in particular for traction vehicle axle speed sensors for the implementation of anti-slip and anti-skid protection and asynchronous traction motor speed sensors for traction vehicle traction vehicles where large numbers of small teeth are required at extreme temperatures. electric locomotive speed sensors ·

Claims

P ff e D M £ T INVENTION

Connection of the front gear speed sensor β by a transistor oscillator · a sensing circuit, a detection and a shaping circuit, characterized in that a series combination of the first capacitor (C1) and the variocap (V) is connected in parallel to the feedback inductance (L1); the output (C) of the oscillator power control circuits (4) is connected to the capacitor (C1) and the variocap cathode (V) via a resistor (R), whose signal input (a) is connected to the first output (d) of the detection and shaping circuit (3). ), wherein the feedback inductor (L1) is connected to the transistor base via a feedback capacitor (C4) (T) and the other end to the common zero of the front gear speed sensor to which the serial capacitor of the third capacitor (C3) is also connected. and a tunable inductance (L3) which is connected to the input (f) of the detection and shaping circuit (3) by the other end.

1 drawing

CS 273536 Bl