ДАТЧИК СКОРОСТИ

Полезная модель относится к преобразователям неэлектрических величин в электрические и может быть использована, в частности, в качестве датчика скорости, встраиваемого в коробку переключения передач автомобиля.
Известны датчики скорости, содержащие магнитоэлектрический преобразователь в виде конструктивно объединенных в узел магниточувствительного элемента и магнитной системы, формирователь импульсов, делитель частоты (1, 2).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является датчик скорости (2), содержащий магнитоэлектрический преобразователь в виде конструктивно объединенных в узел магниточувствительного элемента на эффекте Холла и магнитной системы, формирователь импульсов, подключенный входом к выходу магниточувствительного элемента, делитель частоты, подключенный входом к выходу формирователя импульсов, выходом -к выходному выводу датчика, стабилизатор напряжения, связанный выходным выводом с потенциальными выводами магниточувствительного элемента, формирователя импульсов и делителя частоты, общим выводом -с общим выводом датчика и общими выводами магниточувствительного элемента, формирователя импульсов и
делителя частоты, входным выводом через прямо включенный диод - с потенциальным выводом датчика.
Указанный датчик - прототип обладает следующими недостатками:
1. Требования к точности поддержания напряжения питания для магниточувствительного элемента и формирователя импульсов существенно жестче требований к точности поддержания напряжения питания делителя частоты. В связи с этим применение в датчике стабилизатора напряжения с одним выходом приводит к усложнению и удорожанию устройства.
2. На различных типах автомобилей используются различные диапазоны частот для измерения скорости движения. Вследствие этого, существенно расширяется номенклатура делителей частоты, отличающихся друг от друга коэффициентами деления, и соответственно увеличивается их стоимость. Заявляемая полезная модель направлена на снижение стоимости устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный датчик скорости, содержащий магнитоэлектрический преобразователь в виде конструктивно объединенных в узел магниточувствительного элемента и магнитной системы, формирователь импульсов, подключенный входом к выходу магниточувствительного элемента, делитель частоты, подключенный входом к выходу формирователя импульсов, выходом - к выходному выводу датчика, стабилизатор напряжения, связанный первым выходным выводом с потенциальными выводами магниточувствительного элемента и формирователя импульсов, общим выводом - с общим выводом датчика и общими выводами магниточувствительного элемента, формирователя импульсов и делителя частоты, входным выводом через прямо подключенный диод - с потенциальным выводом датчика, введен узел коммутации, стабилизатор напряжения снабжен вторым выходным выводом, к которому подключен
потенциальный вывод делителя частоты, при этом делитель частоты снабжен N параметрическими выводами и выполнен с возможностью изменения коэффициента деления частоты путем подключения через узел коммутации одного из упомянутых N параметрических выводов к общему выводу датчика и свободных N-1 параметрических выводов -ко второму выходному выводу стабилизатора напряжения.
На фиг.1, фиг.5 представлены схемы датчика скорости; на фиг.2, фиг.3 - варианты коммутации параметрических выводов делителя частоты; на фиг.4 - схема стабилизатора напряжения.
В состав датчика скорости (фиг.1) входят следующие элементы. Магнитоэлектрический преобразователь 1 в виде конструктивно объединенных в узел магниточувствительного элемента 2, например, на эффекте Холла или в виде магниторезистора, и магнитной системы 3. Формирователь импульсов 4, подключенный входом к выходу магниточувствительного элемента 2. Делитель частоты 5, подключенный входом к выходу формирователя импульсов 4, выходом - к выходному выводу 6 датчика. Стабилизатор напряжения 7, связанный первым выходным выводом с потенциальными выводами магниточувствительного элемента 2 и формирователя импульсов 4, вторым выходным выводом - с потенциальным выводом делителя частоты 5, общим выводом - с общим выводом 8 датчика и общими выводами магниточувствительного элемента 2, формирователя импульсов 4 и делителя частоты 5, входным выводом через прямо включенный диод 9 - с потенциальным выводом 10 датчика. Узел коммутации 11, подключенный потенциальным выводом ко второму выходному выводу стабилизатора напряжения 7, общим выводом -к общему выводу 8 датчика, входными выводами - к параметрическим выводам делителя частоты 5.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии после подключения потенциального вывода 10 к источнику питания и входе зуба зубчатого колеса 12 коробки переключения
передач в зону срабатывания магниточувствительного элемента 2, последний срабатывает и на его входе вырабатывается, например, низкий уровень напряжения, который удерживается неизменным до момента выхода зуба зубчатого колеса 12 из зоны отпускания. При непрерывном вращательном движении зубчатого колеса 12 его зубья периодически входят в зону срабатывания и выходят из зоны отпускания магниточувствительного элемента 2, в результате чего на его выходе вырабатывается последовательность импульсов напряжения, частота следования которой пропорциональна угловой скорости зубчатого колеса 12. С помощью формирователя импульсов 4 вырабатываемые магниточувствительным элементом 2 импульсы приводятся к требуемым нормам по амплитуде, форме и длительности фронтов, после чего поступают на вход делителя частоты 5, снабженного N параметрическими выводами. Коэффициент деления делителя частоты 5 задается с помощью узла коммутации 11 путем подключения (фиг.2) одного из N параметрических выводов делителя частоты 5 к общему выводу датчика и подключения N-1 свободных параметрических выводов ко второму выходному выводу стабилизатора напряжения 7. "На фиг.3 представлен вариант коммутации параметрических выводов делителя частоты 5, обеспечивающий иной коэффициент деления по сравнению со схемой коммутации, представленной на фиг.2. С выхода делителя частоты 5 последовательность импульсов напряжения поступает на выходной вывод 6 датчика для последующей обработки внешними устройствами с целью определения и индикации скорости движения автомобиля.
В рассматриваемых вариантах схем фиг.2, фиг.3 функцию делителя частоты 5 с разными коэффициентами деления выполняет одна и та же микросхема, например, К 1055ХВ6. Благодаря этому, удается уменьшить номенклатуру микросхем, используемых в серийном производстве для изготовления датчиков скорости с разными требованиями к диапазонам выходных частот, и за счет этого уменьшить себестоимость датчиков.
Кроме того, учитывая, что в предлагаемой схеме фиг.1 делитель частоты 5 является оконечным цифровым блоком, допускающим менее жесткие требования по точности поддержания и коэффициенту пульсаций питающего напряжения и потребляющим значительно больший ток, чем магниточувствительный элемент 2 и формирователь импульсов 4 вместе взятые, его потенциальный вывод подключен ко второму выходному выводу стабилизатора напряжения 7, пример конкретной схемотехнической реализации которого представлен на фиг.4. Такое выполнение стабилизатора напряжения позволяет снизить рассеиваемую мощность, упростить и соответственно снизить стоимость датчика.
На фиг.5 представлена схема датчика скорости, аналогичная вышеописанной схеме и отличающаяся от последней тем, что в ней с целью снижения влияния импульсных помех на точностные свойства устройства использован RC - фильтр, включенный между диодом 9 и входным выводом стабилизатора напряжения 7.
Таким образом, введение узла коммутации, снабжение делителя частоты N параметрическими выводами, а стабилизатора напряжения вторым выходным выводом выгодно отличает заявляемое устройство от прототипа, так как позволяет существенно снизить его стоимость.
Лабораторные и эксплутационные испытания проведенные ОАО "Автоэлектроника", ОАО "АВТОБАЗ", ОАО "ГАЗ", ОАО "УАЗ" показали конкурентоспособность устройства и приемлемость его применения в качестве датчика скорости на автомобилях различных типов.
Источники информации:
1. Свидетельство RU 10262, кл. G 01 Р 3/44, 1999, бюл. №6
2. Свидетельство RU 16871, кл. G 01 Р 3/00, 2001, бюл. №5