[发明专利]一种风机转速传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种风机转速传感器，具体涉及一种通过输出高低电平来判断风机转速是否过某一转速点的传感器。

背景技术

在许多风机设备中都须测量风机的转速，用来判断风机的转速是否超过某一正常转速范围，例如：风机转速达到≥2000±0.5％转/分钟，输出低电平(≤0.5V)，风机转速＜2000±0.5％转/分钟，输出高电平(≥5V)。目前常见的转速传感器是采用模拟电路采集脉冲信号来转化输出高低电平的，精度较低，受温度变化影响大，在很多工业领域使用受到限制，主要原因为：

传统的判断风机转速是否超过某一范围的传感器利用555时基电路组成延时电路，每个下降沿触发延时电路产生一个脉冲，对脉冲串取平均电压，平均电压输入电压比较器后输出高、低电平，这种传感器由于平均电压受温度变化影响比较大，稳定性差，导致在工业领域(-40℃～+85℃)使用精度差，精度为3％～5％。

由于没有工作温度范围宽、测量精度高的传感器，风机无法在宽温范围下高精度判断转速是否超过正常范围，无法准确提供保护风机的信号。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种风机转速传感器，在宽工作温度范围使用时能高精度判断风机转速是否超过正常范围，解决对风机转速高精度的测量难题，特别是温度变化恶劣环境下的高精度的测量问题。

本发明的技术方案如下：

一种风机转速传感器，包括一个中心固定在风机转轴上的圆盘、两个磁钢和一个霍尔开关电路，所述两个磁钢以圆盘中心为基准对称的设置于圆盘上可随风机转轴旋转，且一个磁钢正上方安装静止的霍尔开关电路；

包括转速-频率变换器、门电路、计数器、延时电路、比较输出和门信号发生器；所述霍尔开关电路与转速-频率变换器相连；转速-频率变换器与门电路相连；门电路分别与门信号发生器和计数器相连；计数器和延时电路相连；延时电路和比较输出相连；

风机转速通过旋转的磁钢和安装静止的霍尔开关电路输出转速信号，转速信号通过转速-频率变换器转变成电压高低变化的频率信号，频率信号通过等时间开放和关闭的门电路输送至计数器，经过计数器计数后，将频率信号输送至延时电路，通过延时电路对接受到的脉冲串取平均电压，将平均电压与设定的比较电压比较，当电压信号大于比较电压时输出电平由高电平变成低电平；当电压信号小于或等于比较电压时输出电平保持高电平或者由低电平变成高电平。

进一步的，包括清零信号发生器，所述清零信号发生器与门信号发生器和计数器相连，当门信号发生器发出门信号时，用其上升沿触动清零信号发生器，使其发出一个很窄的清零信号，使计数器清零。保证计数器能够正确读数脉冲信号，不引起计数混乱。

进一步的，所述霍尔开关电路为HK624宽温霍尔开关电路。

进一步的，所有元器件的工作温度范围可达到-40℃～+85℃。

本发明具有以下效果：

1、采用工作温度范围宽的元器件的风机传感器具有很宽的工作温度范围，能达到-40℃～+85℃。

2、采用了数字电路计数器记录脉冲的下降沿，脉冲下降沿和计数器的设定值不受温度的影响，从而保证全温区内的精度可达到0.5％。

3、采用这种设计方法的判断风机转速是否过某一转速点的传感器经过高温测试、低温测试、高温贮存、温度循环、高温寿命、随机振动、冲击、EMC试验后能够满足技术要求，可以解决野外使用的设备中风机需高精度测量转速是否在正常范围的难题。

附图说明

图1为圆盘图；

图2为圆盘与风机转轴安装示意图；

图3为传感器电路框图；

图4为原理框图上各点波形时序图。

图中：转速-频率变换器1、计数器2、门信号发生器3、清零信号发生器4、门电路5、延时电路6、比较输出7、霍尔开关电路8、磁钢9、风机转轴10、圆盘11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

设计一个圆盘11如图1，在圆盘上安装两个磁钢9，将圆盘中心固定在风机转轴10上，用HK624宽温霍尔开关电路8做感应头，感应头距离磁钢5mm正对磁钢安装，如图2。