[發明專利]雙頭型高精度速度傳感器及工作方法

無效

• 申請號: 201310153739.1
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103267869A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 張敏
• 申請（專利權）人: 張敏
• 主分類號: G01P3/487
• 分類號: G01P3/487
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及一種雙頭型高精度速度傳感器及工作方法。

背景技術

電機速度傳感器做為電機控制的重要元件已被廣泛應用在各種控制場合，是實現電機閉環控制和精度控制的重要元件。對于提高電機效率，實現電機的伺服特性（按需運行）起著至關重要的作用。通用型的電機速度傳感器主要分為以下幾種類型：光電編碼器、磁編碼器、旋轉變壓器。通用型傳感器由于其對安裝精度要求較高，且抗沖擊、振動能力差，在安裝和使用過程中極易損壞，價格較高，對電機本身的結構和防護等級要求較高，因此在類似于游梁式抽油機等野外、惡劣環境中無法大量使用。索菲公司所使用的電機角位移傳感器也屬于電機速度傳感器的一種，是結合油田現場的安裝和使用環境要求，由索菲公司自行設計開發而成，

霍爾傳感器作為一種數字傳感器以其結構簡單、安裝方便、耐環境性好、信號抗干擾能力強等優點，被廣泛的應用于各種機電設備上作為反饋元件，信號的周期或頻率反映了電機的速度變化。但由于霍爾元件的檢測范圍限制了齒輪的最小直徑，再加上電機尺寸的限制，因此反饋圓盤的齒數不能太多，安裝精度不是很高，這就從根本上決定了霍爾形式的傳感器精度低，信號質量粗糙。電機在低速運行時這類傳感裝置的輸出頻率不會很高，電機轉速的穩定性不好，導致方波信號的占空比隨時發生變化，相鄰信號的頻率和周期差異過大（即檢測單位時間內的脈沖信號個數差異太大），若采用直接時間檢測法或頻率檢測法將會導致很大的誤差，無法達到對電機運行狀態的精準判斷。另外，由于單純的周期性的霍爾信號僅能對電機的轉速進行反饋，而無法判斷電機的旋轉方向，使其使用的場合又有了很大的局限性。

中國專利CN201020124239.7公開了一種自動麻將機疊推機頭齒輪定位裝置，自動麻將機疊推機頭齒輪定位裝置是為了給齒輪進行定位的，無法進行信號檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有抗高沖擊、高振動、耐粉塵、耐高低溫沖擊等特性，且安裝精度要求低，調試方便，價格低廉的雙頭型高精度速度傳感器及工作方法。

所述目的是通過如下方案實現的：

一種雙頭型高精度速度傳感器，其組成包括：信號感應頭本體，所述信號感應頭本體內裝有帶有信號檢測放大電路的一號霍爾檢測元件和二號霍爾檢測元件，所述一號霍爾檢測元件與所述二號霍爾檢測元件同時連接帶有振蕩電路的信號檢出器，所述信號檢出器連接帶有信號倍頻計算電路的雙信號存儲器，所述雙信號存儲器連接帶有信號輸出電路的信號計算分析電路；所述一號霍爾檢測元件與所述二號霍爾檢測元件同時連接中央處理電路系統，所述一號霍爾檢測元件與所述二號霍爾檢測元件安裝在同一個圓周上，相互之間相差90度電角度安裝。

所述的雙頭型高精度速度傳感器，所述信號感應頭本體安裝在齒形反饋圓盤，所述齒形反饋圓盤安裝在電機軸上，所述信號感應頭本體連接信號電纜。

所述的雙頭型高精度速度傳感器，霍爾檢測元件包括霍爾電路，所述霍爾電路連接一號調整電容，所述霍爾電路連接信號放大器，所述信號放大器具有一號管腳、二號管腳和三號管腳，所述三號管腳連接所述霍爾電路，所述一號管腳連接所述二號管腳，所述一號管腳連接所述信號計算分析電路。

所述的雙頭型高精度速度傳感器，所述振蕩電路包括晶振振蕩器，所述晶振振蕩器連接二號調整電容和三號調整電容，所述二號調整電容連接所述三號調整電容，所述晶振振蕩器連接所述信號計算分析電路，所述信號計算分析電路連接所述信號輸出電路。

一種雙頭型高精度速度傳感器的工作方法，在一號霍爾檢測元件檢測一個脈沖信號的基礎上將信號分為上升沿和下降沿分別檢測，將檢測到的相鄰周期信號的上升沿時間差作為一個信號周期t1，并向外發出一個等時長t1的脈沖信號；將檢測到的相鄰周期信號的下降沿時間差作為另一個信號周期t2，并向外發出一個等時長t2的脈沖信號；采用一號霍爾檢測元件、二號霍爾檢測元件兩個空間上相差90度電角度的霍爾檢測元件分別檢測兩個脈沖信號的上升沿和下降沿，然后將信號按同步處理，在此基礎上對信號再進行倍頻處理并在信號檢測電路中加裝中央處理芯片，按照倍頻電路計算出的信號穩定周期采用插值法對下一個信號的特征和信號發生規律進行趨勢化計算，預測出將要檢測到的信號的周期和頻率并作為真實信號輸出。