ДАТЧИК СКОРОСТИ

Техническое решение относится к устройствам, формирующим электрический сигнал с частотой, пропорциональной скорости вращения зубчатого колеса на валу, и может быть использовано в различных областях промышленности, для определения скорости вращения валов, например, в автомобильной промышленности для определения скорости движения автотранспортного средства.
Известен датчик для регистрации ферромагнитного объекта (RU, 2244309, G01P 3/48, публ. 10.01.2005), содержащий немагнитный корпус, магнито-чувствительный узел, состоящий из кольцевого постоянного магнита и ферромагнитного сердечника с резьбой и головкой.
Недостатком данной конструкции магнитной системы датчика является то, что ферромагнитный сердечник требует индивидуальной колибровки нулевой точки, отличающийся для каждого датчика.
За прототип принят известный датчик для регистрации ферромагнитного объекта (RU 2284527, G01P 3/48, публ. 27.09.2006), в котором имеется магниточувствительная микросхема и постоянный магнит (ПМ) в виде втулки, в нулевой точке которого и помещается микросхема. Для работы датчика микросхему необходимо поместить четко в нулевую зону ПМ, где индукция магнитного поля не превышает порог чувствительности микросхемы.
Датчик бесконтактный работает в паре с ферромагнитным колесом и предназначен для преобразования вращения ферромагнитного колеса в электрические импульсы, частота которых пропорциональна скорости движения автомобиля.
Недостатками данного прибора являются:
- необходимость индивидуальной колибровки положения датчика Холла в магнитной системе;
- отсутствие защиты от отклонений параметров колибровки вследствие температурных и вибрационных воздействий;
- применение датчика Холла с жесткими ограничениями по уровню гистерезиса магнитной индукции.
Техническим результатом полезной модели является повышение чувствительности датчика, улучшение термо- и виброустойчивости датчика скорости.
Для достижения заявляемого технического результата решаются следующие задачи:
- изменение магнитной системы датчика с целью увеличения воздушного зазора между датчиком и ферромагнитным колесом;
- упрощение конструкции датчика;
- реализация функции автоподстройки параметров датчика.
Поставленные задачи решаются тем, что изменяется конструкция магнитной системы магниточувствительного узла:
вместо магнита-втулки применяется аксиально намагниченный магнит цилиндрического типа совместно с концентратором из магнитопроводящей стали. Концентратор расположен со стороны рабочего полюса магнита и имеет специальную конструкцию с частичным выходом магнитного потока. Микросхема располагается непосредственно на поверхности концентратора. Положение компонентов магнитной системы обеспечивается конструкцией держателя, исключающей возможности их смещения..
Конструкция датчика упрощается за счет исключения металлической крышки, требующей завальцовки. Используемая пластмассовая крышка выполняет роль держателя и ограничителя сдвига магнитной системы и печатной платы.
Применение предлагаемой конструкции с магнитным концентратором и микросхемой обеспечивает датчику повышенную устойчивость к механическим вибрациям, ударам, внешним электромагнитным помехам.
В качестве источника магнитной энергии возможно использование высококоэрцитивных магнитов типа гексаферритов, неодим-железо-бор, самарий-кобальт, а также магнитопластов на их основе.
Чувствительность датчика скорости повышается за счет использования интегрального активного датчика Холла, который имеет функцию самокалибровки при включении и в процессе работы. Функция самокалибровки датчика позволяет нивелировать:
- разброс параметров магнитной системы датчиков (от датчика к датчику);
- - температурный дрейф параметров магнитной системы;
- колебания рабочей точки датчика вследствие вибрационных и ударных воздействий;
- изменения параметров магнитной системы в процессе эксплуатации;
- изменение параметров датчика в составе автотранспортного средства из-за воздействия магнитопроводящих материалов (магнитной стружки, деталей окружения и др.).
Активный датчик Холла подключается к печатной плате, которая может содержать следующие функциональные блоки:
- схемы дублирования/инвертирования/сигнала от активного датчика Холла;
- гальванические развязки;
- схемы защиты от электромагнитных воздействий в бортовой электросети автотранспортного средства;
- частотный фильтр.
Полезная модель поясняется следующими иллюстрациями. Фиг. 1 - конструктивная схема датчика скорости.
Датчик скорости автомобиля используется для регистрации вращения зубчатого ферромагнитного колеса (1), закрепленного на валу и содержит металлический корпус (2), магниточувствительный узел, состоящий из постоянного цилиндрического магнита (8), концентратора магнитного поля (9) и активного датчика Холла (5), соединенного с печатной платой (7), которая выполняет функцию согласования сигналов с электроникой автомобиля, и связанной с помощью соединителей (11) с выводными контактами (4), жестко зафиксированными в разъеме (3). При этом, элементы магниточувствительного узла фиксируются в корпусе (2) с помощью держателя (6), и, совместно с печатной платой (7), заливаются синтетическим материалом (10), Держатель (6) выполняет функцию крышки и как разъем (3) завальцовывается в корпусе для обеспечения герметичности.
Датчик работает следующим образом:
ОР
ОР
Датчик устанавливается перпендикулярно рабочей поверхности регистрируемого ферромагнитного колеса, имеющего конструкцию «зуб-впадина». При изменении магнитного поля, вызванного приближением или удалением ферромагнитного колеса, происходит срабатывание активного датчика Холла. Когда «зуб» ферромагнитного колеса расположен в зоне чувствительности датчика, индукция магнитного поля в точке позиционирования активного датчика Холла превышает значение В и микросхема Холла находится в состоянии «включено». Когда в зоне чувствительности датчика оказывается «впадина» ферромагнитного колеса, величина магнитной индукции Bt в точке позиционирования микросхемы Холла становится ниже В и микросхема Холла переходит в состояние «выключено».
Таким образом, реализация заявляемой полезной модели решает все поставленные авторами задачи.