RU2399154C1 - Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup - Google Patents
Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399154C1 RU2399154C1 RU2009132759/09A RU2009132759A RU2399154C1 RU 2399154 C1 RU2399154 C1 RU 2399154C1 RU 2009132759/09 A RU2009132759/09 A RU 2009132759/09A RU 2009132759 A RU2009132759 A RU 2009132759A RU 2399154 C1 RU2399154 C1 RU 2399154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- frequency
- comparators
- Prior art date
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 22
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 101150036301 spop gene Proteins 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.The present invention relates to measuring equipment and can be used in automatic measurement, control and emergency protection systems, which include sensors that generate bipolar signals, in particular induction sensors of speed and flow.
Известно устройство формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [1], основанное на принципе селекции входного сигнала по площади. Его недостатком является недостаточная надежность, обусловленная тем, что для формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения используется только одна полярность сигнала.A device for generating pulses from the signals of induction speed sensors [1], based on the principle of selection of the input signal by area. Its disadvantage is the lack of reliability due to the fact that only one signal polarity is used to generate pulses from the signals of the induction speed sensors.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство, реализующее способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [2]. Его структурная схема приведена на фиг.1, на фиг.2 представлена осциллограмма выходного сигнала индукционного датчика частоты вращения.Of the known closest in technical essence is a device that implements a method of generating pulses from signals of induction speed sensors [2]. Its structural diagram is shown in figure 1, figure 2 presents the waveform of the output signal of the induction speed sensor.
Устройство содержит блок измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны двухполярного сигнала ec индукционных датчиков вращения 1, блок запоминания 2, блок сравнения 3, инвертор 4, блок измерения вольт-секундной площади S2 второй полуволны двухполярного сигнала ec индукционных датчиков частоты вращения 5 и блок управления 6. Выходной сигнал ec индукционных датчиков частоты вращения подается на входы блока измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны двухполярного сигнала ec индукционных датчиков вращения 1, блока управления 6 и через инвертор 4 на вход блока измерения вольт-секундной площади S2 второй полуволны двухполярного сигнала ec индукционных датчиков частоты вращения 5. Выходы блока запоминания 2 и блока измерения вольт-секундной площади S2 второй полуволны двухполярного сигнала ec индукционных датчиков частоты вращения 5 соединены с входами сравнения блока запоминания 2. Второй выход блока запоминания 2 соединен с входом задания порога Sпор1 блока сравнения 3 и входом блока управления 6. Выходы блока управления 6 соединены, соответственно, с входами управления блоков сравнения 3 и запоминания 2, а также входами управления блоков измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков вращения 1 и S2 второй полуволны двухполярного сигнала ес индукционных датчиков частоты вращения 5.The device comprises a volt-second area measurement unit S 1 of the first half-wave of a bipolar signal e c of
Работа индукционных датчиков частоты вращения основана на законе Фарадея, согласно которому индуцированная ЭДС ес определяется скоростью изменения магнитного поля Ф, сцепленного с катушкой из W витков [3]:The work of induction speed sensors is based on the Faraday law, according to which the induced EMF e s is determined by the rate of change of the magnetic field Ф, coupled to a coil of W turns [3]:
. .
В рассматриваемом случае изменение магнитного поля вызывается пересечением силовых линий поля магнита датчика выступами вращающегося возбудителя [4]. При входе возбудителя в магнитное поле в катушке индуцируется первая полуволна сигнала, а при его выходе - вторая полуволна, имеющая противоположную полярность (фиг.2).In the case under consideration, a change in the magnetic field is caused by the intersection of the field lines of the sensor magnet field with the protrusions of a rotating pathogen [4]. When the pathogen enters the magnetic field in the coil, the first half-wave of the signal is induced, and when it exits, the second half-wave is of opposite polarity (Fig. 2).
Вольт-секундная площадь S1к первой полуволны такого сигнала примерно равна аналогичной площади S2к второй (противоположной полярности) полуволны, а отношение этих площадей R=S1к/S2к близко к 1, не зависит от погрешности установки зазора между датчиком и возбудителем, характеристик самого возбудителя и остается постоянным в широком диапазоне частоты вращения. Амплитуда сигнала ес возрастает по линейному законы с увеличением частоты вращения, а длительность уменьшается.The volt-second area S 1k of the first half-wave of such a signal is approximately equal to the same area S 2k of the second (opposite polarity) half-wave, and the ratio of these areas R = S 1k / S 2k is close to 1, does not depend on the error in setting the gap between the sensor and the exciter, characteristics the pathogen itself and remains constant over a wide range of speeds. The amplitude of the signal e c increases linearly with increasing speed, and the duration decreases.
Работает устройство следующим образом. Блок управления 6 содержит пороговые элементы (компараторы) и логические схемы. При превышении входным сигналом ес заданного на компараторы блока управления 6 порога обнаружения вырабатывается сигнал разрешения измерения S1 и подается на блок измерения вольт-секундной площади 1. В блоке измерения вольт-секундной площади 1 осуществляется интегрирование входного сигнала ес до тех пор, пока входной сигнал ес не станет меньше заданного в блоке управления 6 порога обнаружения. При этом выходной сигнал блока измерения вольт-секундной площади 1 достигает значения S1к. Если значение S1к превышает пороговое значение Sпр.min, равное предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов S1к>Sпр.min, и блок управления 6 обнаружит вторую полуволну сигнала ес, то на выходе блока управления 6 появится сигнал разрешения измерения S2 в блоке измерения вольт-секундной площади 5 во время действия второй полуволны сигнала ес, а также сигнал разрешения сравнения текущего результата измерения Sxк с пороговым значением Sпор1=Sпор1=Q·S1к (Q незначительно меньше единицы), сформированным в блоке запоминания 2 из сигнала S1к.The device operates as follows. The
В блоке сравнения 3 выполняется сравнение площадей Sxк с Sпор1 или Sxк с S1к. В случаях S2>Sпop1 или Sxк≈S1к вырабатывается требуемый импульс.The
Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость. В случае действия во время всего сигнала ес однополярной помехи или действия импульсной помехи, совпадающей по знаку и времени появления с первой из полуволн сигнала ес или противоположной по знаку второй полуволне, ни одно из условий S2>Sпор1 или Sxк≈S1 не выполняется, и сигнал не обнаруживается. Кроме того, низкочастотная двухполярная помеха, например от сети питания переменного тока, даже малой амплитуды может иметь то же значение вольт-секундной площади каждой из полуволн, что и сигналы индукционных датчиков вращения. Появление такой помехи приведет к ложному обнаружения сигнала.The disadvantage of this device is its low noise immunity. In the case of actions during the entire signal e with unipolar noise pulse interference or force coincident in sign and time of occurrence of the first half-wave signal e with or opposite in sign to the second half-wave, none of the terms S 2> Spor 1 or Sxk≈S 1 not executed, and no signal is detected. In addition, low-frequency bipolar noise, for example from an AC mains, even of small amplitude, can have the same value of the volt-second area of each of the half-waves as the signals of the induction rotation sensors. The appearance of such interference will lead to false detection of the signal.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение помехоустойчивости. Поставленная достигается тем, что в формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, содержащий два компаратора, соединенные один непосредственно, а второй через инвертор с источником входного сигнала, согласно предлагаемому изобретению введены источник опорного сигнала, выходы которого соединены с входами компараторов, измеритель частоты, соединенный по входу с выходом второго компаратора, измеритель скорости изменения частоты, соединенный по входу с выходом измерителя частоты, управляющим входом источника опорного сигнала, и таймер, вход запуска которого соединен с выходом первого компаратора, первый управляющий вход подключен к выходу второго компаратора, второй управляющий вход соединен с выходом измерителя скорости изменения частоты, третий управляющий вход подключен к выходу измерителя частоты, а выходы соединены, соответственно, с управляющими входами компараторов.The present invention is aimed at improving noise immunity. This is achieved by the fact that in the pulse shaper from the signals of induction speed sensors, containing two comparators connected directly and the second through an inverter with an input signal source, according to the invention, a reference signal source is introduced, the outputs of which are connected to the inputs of the comparators, a frequency meter, connected at the input to the output of the second comparator, a frequency change rate meter, connected at the input to the output of the frequency meter, controlling the input of the source a reference signal, and a timer, the start input of which is connected to the output of the first comparator, the first control input is connected to the output of the second comparator, the second control input is connected to the output of the frequency change rate meter, the third control input is connected to the output of the frequency meter, and the outputs are connected, respectively , with the control inputs of the comparators.
На фиг.3 приведена структурная схема предлагаемого устройства формирователя импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения.Figure 3 shows the structural diagram of the proposed device pulse shaper from the signals of induction speed sensors.
Устройство состоит из источника опорного сигнала 1, инвертора 2, компараторов 3 и 4, таймера 5, измерителя частоты 6 и измерителя скорости изменения частоты 7.The device consists of a
Двухполярный сигнал индукционного датчика частоты вращения ес подается на вход компаратора 3 и через инвертор 2 на вход компаратора 4. Вторые входы компараторов 3 и 4 подключены, соответственно, к выходам источника опорного сигнала 1, соединенного по цепи управления с выходом измерителя частоты 6. Выход компаратора 3 соединен с входом запуска таймера 5, а выход компаратора 4 подключен к первому управляющему входу таймера 5 непосредственно, через измеритель частоты 6 к третьему управляющему входу. Второй управляющий вход таймера 5 соединен с выходом измерителя скорости изменения частоты 7. Выходы таймера 5 соединены, соответственно, с управляющими входами компараторов 3 и 4. Выход компаратора 3 является выводом требуемого импульса 8, выход измерителя частоты 6 соединен с входом измерителя скорости изменения частоты 7 и служит выводом результата измерения частоты вращения 8, а выход измерителя скорости изменения частоты 7 является выводом значения скорости изменения частоты 10.The bipolar signal of the induction speed sensor e s is supplied to the input of the
Все элементы, входящие в состав устройства, могут быть реализованы в виде отдельных функциональных узлов или программным способом при использовании микроконтроллера, оснащенного компараторами, таймером и цифроаналоговым преобразователем.All elements that make up the device can be implemented as separate functional units or programmatically using a microcontroller equipped with comparators, a timer and a digital-to-analog converter.
Работает устройство следующим образом. В начале работы порог срабатывания компараторов 3 и 4 задается источником опорного сигнала 1, равным половине минимально возможной амплитуды сигнала индукционного датчика частоты вращения ес, выбору порогов срабатывания компараторов 3 и 4, равных половине минимально возможной амплитуды сигнала индукционного датчика частоты вращения ес. Благодаря этому обеспечивается устойчивая работа устройства в случае действия во время всего сигнала ес однополярной помехи, не превышающей порог срабатывания компараторов 3 и 4, при знакопеременной помехе, противофазной сигналу ес и удовлетворяющей тому же условию. То есть устройство обеспечивает устойчивую работу при отношениях амплитуд сигнала и помехи свыше двух. Мощная однополярная импульсная помеха, совпадающая по знаку и времени появления с одной из полуволн сигнала ес, также не влияет на работу устройства, так как условие превышения сигналом ес половины своей минимально возможной амплитуды не нарушается.The device operates as follows. At the beginning of the operation, the response threshold of the
Когда входной сигнал устройства становится больше порога срабатывания, на выходе компаратора 3 появляется импульс запуска таймера 5. Таймер 5 вырабатывает импульс, длительность которого равна ожидаемой длительности второй полуволны двухполярных импульсов индукционного датчика частоты вращения. Этот импульс поступает на управляющий вход компаратора 4, разрешая его работу. Если за время действия этого импульса вторая проинвертированная полуволна входного сигнала ес превысит половину своей минимально возможной амплитуды, компаратор 4 сработает, и на его выходе 8 появится требуемый импульс. После получения не менее трех импульсов на выходе 9 устройства появляется результат измерения частоты вращения, а на входе 10 - результат измерения скорости изменения частоты. При этом таймер 5 начинает вырабатывать импульсы управления компараторами 3 и 4, время появления и длительности которых зависят от экстраполируемого на основе известных времени появления последнего требуемого импульса на выходе 8, результатов измерения частоты и скорости ее изменения, соответственно, на выходах 9 и 10. Одновременно в соответствии с результатами измерения частоты увеличивается значение опорного сигнала компараторов на выходе источника опорных сигналов 1. В начале работы на управляющем входе компаратора 3 всегда присутствует сигнал разрешения на работу. Если во время открытия компараторов 3 и 4 их срабатывания не происходит, то есть сигнал индукционного датчика частоты вращения не обнаруживается в ожидаемое время, то устройство возвращается в исходное состояние до появления на выходе 8 трех новых импульсов.When the input signal of the device becomes greater than the threshold, the output of the
Выработка сигналов управления компараторами 3 и 4 (стробирование) адаптивно к значению измеряемой частоты и скорости ее изменения позволяет исключить ложные срабатывания устройства в случае появления знакопеременной помехи любой амплитуды в паузах между сигналами индукционного датчика частоты вращения. Кроме того, с возрастанием частоты сигнала ес увеличивается значение выходного сигнала источника опорных сигналов 1, что также увеличивает помехоустойчивость устройства в области сигналов ес высокой частоты.The generation of control signals for
Таким образом, введение в устройство новых блоков и связей между ними обеспечивает повышение помехоустойчивости устройства.Thus, the introduction of new units into the device and the connections between them provides increased noise immunity of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009132759/09A RU2399154C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009132759/09A RU2399154C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2399154C1 true RU2399154C1 (en) | 2010-09-10 |
Family
ID=42800655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009132759/09A RU2399154C1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2399154C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458459C1 (en) * | 2011-07-06 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Shaper of pulses from signals of induction sensors of rotation frequency |
RU2459351C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors |
RU2461121C1 (en) * | 2011-08-04 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Shaper of pulses of signals from inductive rotation speed sensors |
RU2490787C1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors |
RU2541095C1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Shape of pulses from signals of induction rotation frequency sensors |
RU2580445C1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-04-10 | Михаил Владимирович Ефанов | Delay stabilisation system |
-
2009
- 2009-08-31 RU RU2009132759/09A patent/RU2399154C1/en active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459351C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors |
RU2458459C1 (en) * | 2011-07-06 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Shaper of pulses from signals of induction sensors of rotation frequency |
RU2461121C1 (en) * | 2011-08-04 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Shaper of pulses of signals from inductive rotation speed sensors |
RU2490787C1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors |
RU2541095C1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Shape of pulses from signals of induction rotation frequency sensors |
RU2580445C1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-04-10 | Михаил Владимирович Ефанов | Delay stabilisation system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2399154C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
US9915517B2 (en) | Method and device for determining a rotor position of an electronically commutated electric machine | |
CN108303604B (en) | Phase sequence detection device and phase sequence detection method | |
JP6452217B2 (en) | VRS interface using 1 / T arming function | |
KR860001638A (en) | Pulse type interference detection and suppression circuit device | |
WO2015157774A1 (en) | Ground quality check systems and methods | |
JP5306154B2 (en) | DC motor ripple detection device, ripple detection method, and ripple detection program | |
CA2434318A1 (en) | Coil impedance detection method and object detection method and apparatus using the same | |
CN102684713B (en) | Emitting machine of electromagnetic detection instrument and emitting method thereof | |
RU2399153C1 (en) | Method of generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
US11573250B2 (en) | Electric circuit arrangement and a method for a galvanically insulated, AC/DC sensitive differential-current measurement having high resolution | |
US20130271112A1 (en) | Adaptive Threshold Voltage For Frequency Input Modules | |
RU2400929C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductance pickup | |
US4070631A (en) | Digital noise blanking circuit | |
EA014208B1 (en) | An ultrasonic gas counter with extended range of measured discharge rates | |
Recordon et al. | A comparator-based technique for identification of intentional electromagnetic interference attacks | |
JPWO2011040592A1 (en) | Frequency determination device, voltage comparison circuit, and frequency measurement device | |
RU2459351C1 (en) | Device for generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors | |
JP2017125722A (en) | Current detection device | |
RU2461121C1 (en) | Shaper of pulses of signals from inductive rotation speed sensors | |
Zaeni et al. | Designing, simulating, and manufacturing envelope detector to analyze partial discharge waveform | |
JP5511910B2 (en) | DC motor ripple detector | |
RU2687841C1 (en) | Method for locating arc short-circuit by location method | |
US20020079957A1 (en) | Reducing noise in a power signal | |
RU2244991C1 (en) | Current relay |