[发明专利]感应转速识别装置

说明书

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于感应转速识别 的装置。

例如在公开文献DE10 2005 029 764 A1中公开了此类转速识别装置，根据 第一种实施方式，其采用传感元件作为霍尔传感元件。霍尔传感元件在获取磁 场变量方面有独特的优点，因而通常用于转速测量识别。霍尔传感元件使用成 本低，并且在温度约160℃以下都可以使用。

但是霍尔传感技术的缺点是对污垢颗粒比较敏感。在恶劣的工作环境下， 污染会造成传感器完全失灵。

根据DE10 2005 029 764 A1介绍，该种传感元件可以用磁阻(MR)传感元 件来替代构成。还有一种替代设计是使用感应性传感元件。此外，从原理上看 感应性传感元件在获取磁场变量方面是非常有利的。

对于公知的感应性转速识别装置，所使用的是卷绕的线圈，对于这种线圈， 材料消耗大是其最为不利的缺点，而且其截面上的深度达数厘米。

在下面的表中列出了一些专利文献，所列出的都是迄今为止应用的霍尔传 感器技术和感应传感器技术。

由介绍宣传品“数字感应位置、速度和方位传感器PO120”中第1至3页 公开了一种用于直线定位、角度测量和转速测量的带有齿廓脉冲齿轮的数字感 应传感器。测量线圈是扁平的，而且对油、水和灰尘以及在磁场中是有抵抗能 力的。根据变压器原理，传感器芯片(Sensorchip)包括一个发送线圈和两个接 收线圈。接收线圈处于被测目标脉冲轮的移动方向上。在这种装置中被测目标 与传感器芯片之间的距离在某种程度上受到限制。

为此，本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，即提出一种用于感应 转速识别装置，其对于灰尘颗粒的污染不敏感，而且有尽可能小的安装深度并 允许有较大的传感器距离。

转速传感器还应该承受高温和高压，例如安装在一个传动齿轮箱中。

根据权利要求1，该基本的技术方案在于使用两个扁平线圈用于转速测量。 两个线圈的布置方式是将其在旋转方向上空间上错位布置。借助于线圈通过一 个移动部件，即所谓的脉冲轮来进行探测。这种脉冲轮的基本前提是能够周期 性的对感应传感器产生影响。该脉冲轮既可以是与齿轮相似地构成(如图1所 示)，或者也可以如栅格状地构成(见图2中所作的示意性图示)。对脉冲轮不 必进行编码从而能够识别出其转动方向。对此起关键作用的是两个扁平线圈在 空间转动方向上是错位布置的。图3表示了两个扁平线圈的空间位置错移。线 圈1可以是振荡器的组成部件，线圈2同样也是另一个振荡器的组成部件，在 这种情况下，各自确定振荡器的频率。频率测定结果基于一个更高的分辨率 ()，比传统的电压和电流测定结果更加准确。

如果在一个特殊的情况下，转动方向识别的作用不重要，则只用一个扁平 线圈也足以满足转速测定的要求，例如在权利要求12中所提出的那样。此外， 其所有优点的适用性在于相关振荡器的共振频率测定计值。

通过如图3所示对线圈1和线圈2进行特殊布置(或与只有一个扁平线圈 相应)，可以分别得到一个大的有效的线圈面积。这对在距脉冲轮较远的情况下 仍然能够准确地测定是很重要的。

线圈1(必要时加上线圈2)最好制作在印制电路板上，但是可以采用金属 板冲压法或用金属丝弯曲等方法制作。

为了防止线圈1和线圈2相互影响，将其通过一个多路器以适当的方式连 接，从而使得电流总是只流经一个线圈，而另一个线圈在此期间处于高电阻状 态。在使用本发明转速传感器的情况下，测定频率的变化对支持远距离转速探 测起到关键作用。在这种条件下进行测定体现出其非常突出的优点。在采用目 前已知装置的情况下，传感器与脉冲轮之间的距离目前只能达到4至5mm，而 使用根据本发明提出的装置，当距离达到10mm时，仍能够正常工作。

由于其距离比较大，脉冲发送器(脉冲轮)在使用期间可以随意更换。在 现有的技术水平下，面临的问题是在使用比较小的发送器轮(脉冲齿轮)的情 况下，传感器由于其附加的距离，难以提供适用的结果。通过把扁平线圈和频 率测定计值结合起来可以有效地克服这种缺点。

如果将轮齿或栅格元件以脉冲方式首先到一个扁平线圈上、然后再到另一 个扁平线圈上地向前推进(至少需要滑过齿轮周长上引起脉冲的一段)，则通过这 样非常简单的行为和方式能够提供一种转动方向识别。由图4可知，脉冲边缘 的顺序是随着转动方向变换的。