Устройство для контроля настройки датчика скорости

Авторы патента:

Техническое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано в различных областях промышленности для настройки и контроля приборов, реагирующих на приближение ферромагнитного объекта, например регулировка зоны срабатывания объекта с магниточувствительным элементом с ферромагнитным объектом относительно немагнитного зазора. Предлагаемая полезная модель направлена на решение следующих задач: упрощение контроля датчика; увеличение стабильности настройки; снижение стоимости системы контроля датчика. Указанные задачи решаются тем, что для настройки датчика вместо ферромагнитного колеса используется устройство (шаблон), имитирующее магнитную систему и представляющее собой ферромагнитное основание и немагнитную подставку с двумя уровнями высоты, определяющими границы значений магнитного поля в области микросхемы. (Высота подставок определяется порогом срабатывания цифровой микросхемы с элементом Холла и величиной допустимого минимального и максимального немагнитного зазора между датчиком и ферромагнитным колесом). При установке узла датчика на более низкую подставку микросхема должна переключаться, при установке на более высокую - нет. Срабатывание микросхемы индицируется с помощью светодиодного индикатора. Настройка микросхемы осуществляется без магнитопроводящего корпуса датчика. Предложенное устройство имитирует работу ферромагнитного колеса с магнитной системой датчика и позволяет точно настроить узел с цифровым выходом. Поместив настроенную таким образом систему в магнитопроводящий корпус, мы увеличиваем стабильность настройки.

Таким образом, реализация полезной модели позволяет решить все поставленные задачи.

Известны датчики на основе магнитоуправляемых интегральных схем, работающих в комплекте с вращающимся ферромагнитным колесом через воздушный зазор. Зона срабатывания датчиков зависит от настройки магниточувствительного элемента микросхемы относительно постоянного магнита датчика.

Известен датчик положения ферромагнитного элемента (RU, 2265226, МПК: 7 G01P 3/487), в котором настройка датчика происходит за счет изменения положения датчика Холла и постоянного магнита, которые находятся на противоположных полюсах кольцевого намагниченного по оси магнита. Для регулировки чувствительности элемент Холла перемещают относительно отверстия магнита. При этом амплитуда выходного сигнала с датчика пропорциональна величине рабочей индукции в области элемента Холла и может быть использована для регулировки (настройки) и контроля чувствительности датчика. Описанный вариант невозможно применить в датчиках, где используется цифровая микросхема с элементом Холла.

В датчике скорости 4402.3843 (ТУ37.453.188-2005), выпускаемом ОАО «Завод «Автоприбор», цифровая микросхема с элементом Холла располагаются внутри магнита, в точке отсутствия магнитного поля, в зоне нечувствительности микросхемы. При приближении или удалении зуба вращающегося ферромагнитного колеса, работающего в комплекте с датчиком, происходит изменение индукции магнитного поля магнита, при этом амплитуда

выходного сигнала с датчика меняется скачкообразно (состояние включено/выключено). Это изменение передается посредством электрической схемы на экран осциллографа, где отображается прямоугольный импульс.

Недостатком такого технического решения является то, что контроль точности настройки положения микросхемы относительно магнита производится в корпусе датчика. В случае недостаточной чувствительности необходима разборка датчика и его новая настройка. Кроме того, для точной оценки чувствительности необходимо проводить две проверки: одну с минимально допустимым, а другую с максимальным зазором между датчиком скорости и зубчатым колесом.

Теоретически настройка узла магниточувствительного датчика осуществляется следующим образом (см. схему работы прототипа)

В системе, состоящей из ферромагнитного колеса (1) и магнита (2), критерием настройки является равенство длительности импульса на выходе датчика, положительной полярности при максимальном зазоре (А) и отрицательной полярности при минимальном зазоре.

При этом в обоих случаях переключение магниточувствительной микросхемы (3) происходит при конкретном значении магнитного поля в области микросхемы, определяемой ее параметрами. Значение магнитного поля в свою очередь определяется взаимодействием магнита (2) и ферромагнитного объекта (колеса) (1). Определить это значение можно по эталонно настроенному датчику как для узла микросхемы с магнитом в корпусе (4), так и узла без корпуса.

Фактически, критерием настройки становится переключение микросхемы при конкретном значении магнитного поля, определяемом взаимодействием магнита и ферромагнитного объекта.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение следующих задач:

- упрощения способа контроля датчика;

- увеличение стабильности настройки датчика;

- снижение стоимости системы контроля датчика.

Указанные задачи решаются тем, что для настройки датчика вместо ферромагнитного колеса используется устройство (шаблон), представляющее собой ферромагнитное основание и немагнитную подставку с двумя уровнями высоты, определяющими границы значений магнитного поля в области микросхемы. (Высота подставок определяется порогом срабатывания цифровой микросхемы с элементом Холла и величиной допустимого минимального и максимального немагнитного зазора между датчиком и ферромагнитным колесом). При установке узла датчика на более низкую подставку микросхема должна переключиться, при установке на более высокую - нет. Срабатывание микросхемы индицируется с помощью светодиодного индикатора. При таком способе контроля настройка датчика происходит так же, как и при наличии вращающегося ферромагнитного колеса: за счет изменения потока магнитной индукции постоянного магнита во времени (Ф/t), которое регистрируется магниточувствительным элементом микросхемы (элементом Холла).

Настройка микросхемы осуществляется без магнитопроводящего корпуса датчика, в случае отсутствия сигнала легко изменяется положение постоянного магнита относительно микросхемы для достижения требуемой чувствительности. Предложенное устройство имитирует работу ферромагнитного колеса с магнитной системой датчика и позволяет точно настроить узел с цифровым выходом.

При сборке датчика с настроенной системой и ферромагнитного корпуса увеличивается стабильность настройки, так как магнитопроводящий корпус является концентратором и увеличивает плотность потока магнитной индукции постоянного магнита в магниточувствительной области.

Отсутствие привода для ферромагнитного колеса и осциллографа, простота конструкции системы контроля датчика: основание из магнитопроводящего материала и две немагнитные подставки, закрепленные на этом основании, позволяют снизить стоимость контрольного устройства.

Техническое решение поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - Конструктивная схема устройства (шаблона) для контроля настройки датчика скорости.

Фиг.2 - Настройка по шаблону.

Устройство для контроля настройки датчика скорости состоит из ферромагнитного основания (1) и расположенной на нем немагнитной подставки (2) с двумя уровнями высоты, определяющими границы значений магнитного поля в области микросхемы (3).

Устройство работает следующим образом:

Для настройки и контроля узла микросхемы (3) с магнитом (4) с помощью предлагаемого устройства для контроля настройки датчика скорости, настраиваемый узел поочередно устанавливаем на одну и другую часть подставки. На одной из них микросхема переключается (на выходе высокий уровень сигнала 5) и загорается индикатор, на другой - нет (на выходе низкий уровень сигнала 6), в этом случае индикатор не горит.

Таким образом, реализация предложенной полезной модели решает все поставленные задачи.

Устройство для контроля настройки датчика скорости, имитирующее работу ферромагнитного колеса с магнитной системой датчика, состоит из ферромагнитного основания и расположенной на нем немагнитной подставки, выполненной с двумя уровнями высоты, определяющими границы значений магнитного поля в области микросхемы.