专利名称：一种磁阻式转速检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测传动机械齿轮转速的装置，特别是一种磁阻式转速检测装置。
技术背景目前的转速检测装置如在交直流机车中使用的TQG15及DF16速度传感器的检测装置是光电式的，由于光电式耦合器存在测速频率低、使用期短、对使用环境要求高等缺陷致使采用该类检测装置的速度传感器需要经常维护，而且维护费用不菲。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种与使用环境相适应、使用寿命长、可靠性高的一种磁阻式转速检测装置，使与之配套的速度传感器具有更好的性能。新开发出来的转速检测装置属于非接触型磁阻式脉冲转速检测装置。它采用磁场-电场正交感应技术，利用穿过磁阻元件磁力线(磁场)瞬间变动，由磁阻元件检测到惠斯通电桥的电压变动(阻值)，从而产生相应的变动电压；电路放大板将感应出来的弱信号进行放大整形将转速信号转换为脉冲波转速信号。
它包括第一磁阻元件1、第二磁阻元件2、第一支路3、第二支路4、第一整形输出电路5、第二整形输出电路6、第一输出端7、第二信号输出端8和电源9；其中所述第一磁阻元件1和第二磁阻元件2是对磁通量的变化有很高灵敏度的磁阻检测元件，面向要检测的传动齿轮端面相隔一定距离安装；所述第一磁阻元件1是一个三端器件，其两端分别与所述电源9的正极和负极相连，其信号输出端与所述第一支路3的信号输入端相连；所述第一支路3对第一磁阻元件1检测到的磁力线变化量实时放大，其输出端与所述第一整形输出电路5的输入端相连；所述第一整形输出电路5将所述第一支路3的输出信号进行整形成为高电平或低电平信号并将该信号输出端连接至所述第一输出端7；所述第二磁阻元件2是一个三端器件，其两端分别与所述电源9的正极和负极相连，其信号输出端与所述第二支路4的信号输入端相连；所述第二支路4对第二磁阻元件2检测到的磁力线变化量实时放大，其输出端与所述第二整形输出电路6的输入端相连；所述第二整形输出电路6将所述第二支路4的输出信号进行整形成为高电平或低电平信号并将该信号输出端连接至所述第二输出端8；所述电源9为各部分电路提供直流供电电源；所述第一支路3包括一个运算放大器U1A，其反向输入端与电阻器R2和电阻器R3的一端相连，所述电源9的电源正极与电阻器R2的另一端相连，电阻器R3的另一端与该运算放大器U1A的输出端相连，该运算放大器U1A的输出端与所述电源9的电源正极和负极之间分别连接有二极管D1和二极管D2；第一磁阻元件1的输出端通过电阻器R1与所述第一支路3的运算放大器U1A的正向输入端相连；所述第一整形输出电路5包括NPN型三极管Q1，该三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与运算放大器U1A输出端之间连接有电阻器R5，电阻器R4连接在基极与所述电源9的电源地之间；三极管Q1的集电极与电源9正极之间连接有电阻器R6；三极管Q1的集电极与所述第一输出端7相连；所述第二支路4包括一个运算放大器U1B，其反向输入端与电阻器R7和电阻器R9的一端相连，电阻器R7的另一端与第二磁阻元件2的输出端相连，电阻器R9的另一端与该运算放大器U1B的输出端相连，该运算放大器U1B的输出端与所述电源9的电源正极和负极之间分别连接有二极管D3和二极管D4；电阻器R8连接在该运算放大器U1B的正向输入端和所述电源9的电源正极之间；
所述第二整形输出电路6包括NPN型三极管Q2，该三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与运算放大器U1A输出端之间连接有电阻器R11，电阻器R10连接在基极与所述电源9的电源地之间；三极管Q2的集电极与电源9正极之间连接有电阻器R12；三极管Q2的集电极与所述第二输出端8相连。
在该电路中采用了新型的磁阻元件作为检测元件，属于非接触检测方式，检测效果及时准确、稳定可靠。
图1为本实用新型原理框图；图2为本实用新型电路原理图；图3为本实用新型磁场原理图。
具体实施方式
如图所示，它包括第一磁阻元件1、第二磁阻元件2、第一支路3、第二支路4、第一整形输出电路5、第二整形输出电路6、第一输出端7、第二信号输出端8和电源9；其中所述第一磁阻元件1和第二磁阻元件2是对磁通量的变化有很高灵敏度的磁阻检测元件，面向要检测的传动齿轮端面相隔一定距离安装；所述第一磁阻元件1是一个三端器件，其两端分别与所述电源9的正极和负极相连，其信号输出端与所述第一支路3的信号输入端相连；所述第一支路3对第一磁阻元件1检测到的磁力线变化量实时放大，其输出端与所述第一整形输出电路5的输入端相连；所述第一整形输出电路5将所述第一支路3的输出信号进行整形成为高电平或低电平信号并将该信号输出端连接至所述第一输出端7；所述第二磁阻元件2是一个三端器件，其两端分别与所述电源9的正极和负极相连，其信号输出端与所述第二支路4的信号输入端相连；所述第二支路4对第二磁阻元件2检测到的磁力线变化量实时放大，其输出端与所述第二整形输出电路6的输入端相连；所述第二整形输出电路6将所述第二支路4的输出信号进行整形成为高电平或低电平信号并将该信号输出端连接至所述第二输出端8；所述电源9为各部分电路提供直流供电电源；所述第一支路3包括一个运算放大器U1A，其反向输入端与电阻器R2和电阻器R3的一端相连，所述电源9的电源正极与电阻器R2的另一端相连，电阻器R3的另一端与该运算放大器U1A的输出端相连，该运算放大器U1A的输出端与所述电源9的电源正极和负极之间分别连接有二极管D1和二极管D2；第一磁阻元件1的输出端通过电阻器R1与所述第一支路3的运算放大器U1A的正向输入端相连；所述第一整形输出电路5包括NPN型三极管Q1，该三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与运算放大器U1A输出端之间连接有电阻器R5，电阻器R4连接在基极与所述电源9的电源地之间；三极管Q1的集电极与电源9正极之间连接有电阻器R6；三极管Q1的集电极与所述第一输出端7相连；所述第二支路4包括一个运算放大器U1B，其反向输入端与电阻器R7和电阻器R9的一端相连，电阻器R7的另一端与第二磁阻元件2的输出端相连，电阻器R9的另一端与该运算放大器U1B的输出端相连，该运算放大器U1B的输出端与所述电源9的电源正极和负极之间分别连接有二极管D3和二极管D4；电阻器R8连接在该运算放大器U1B的正向输入端和所述电源9的电源正极之间；所述第二整形输出电路6包括NPN型三极管Q2，该三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与运算放大器U1A输出端之间连接有电阻器R11，电阻器R10连接在基极与所述电源9的电源地之间；三极管Q2的集电极与电源9正极之间连接有电阻器R12；三极管Q2的集电极与所述第二输出端8相连。
图3是有源速度传感器磁场原理图，它描述了传感器阻变化及脉冲信号产生过程。从图中可看出当齿轮齿顶(导磁条)不在磁力线中心位置时，则磁力线偏向齿轮A端面(图中a)，此时穿过磁敏电阻元件的磁力线引起惠通电桥输出电压发生变化，其电桥电压逐近减弱；当齿轮的底部(图中b)对着磁力中心位置时，其电桥电压处于最低；当齿轮的C端面(图中c)对着磁力线中心时磁阻元件的惠斯通输出电压发生变化，其输出电压向上增加；当齿轮的顶部对着磁力线中心位置时(图中d)，电桥电压最大；周而复始产生与转速相应的脉冲信号。以上描述仅指一路信号而言。
为确何传感器在机车环境中可靠运行，提高器件抗震强度，采用探头与电路板整本设计；所述第一磁阻元件1、第二磁阻元件2与安装其它部分电路的电路板之间通过导线连接后由一个定位套一起固定位填充树脂固化，形成一个整体式的模块。这样做的优点是器件安装简易，芯片保护性好、探头与电路板之间连接线通过树脂胶固定达到抗震动性强；不受油垢、灰垢、铁屑、水的影响，运行可靠。
在该电路中采用了新型的磁阻元件作为检测元件；该元件是利用高性能复合材料铁镍合金制成，它对磁通量的变化有很高的灵敏度；通过它对磁通量的变化检测、放大、整形输出相应的标准双路输出，脉冲相位差为90°的脉冲信号。
第一输出端7和第二信号输出端8可以作为计数脉冲输入至计数器，从而使与之配套的传感器具有准确可靠、实时的输入信号源。
权利要求1.一种磁阻式转速检测装置，它包括第一磁阻元件(1)、第二磁阻元件(2)、第一支路(3)、第二支路(4)、第一整形输出电路(5)、第二整形输出电路(6)、第一输出端(7)、第二信号输出端(8)和为各部分电路提供直流供电电源的电源(9)；其特征在于所述第一磁阻元件(1)和第二磁阻元件(2)，面向要检测的传动齿轮端面相隔一定距离安装；所述第一磁阻元件(1)是一个三端器件，其两端分别与所述电源(9)的正极和负极相连，其信号输出端与所述第一支路(3)的信号输入端相连；对第一磁阻元件(1)检测到的磁力线变化量实时放大的第一支路(3)的输出端与所述第一整形输出电路(5)的输入端相连；将所述第一支路(3)的输出信号进行整形成为高电平或低电平信号的第一整形输出电路(5)的信号输出端连接至所述第一输出端(7)；所述第二磁阻元件(2)是一个三端器件，其两端分别与所述电源(9)的正极和负极相连，其信号输出端与所述第二支路(4)的信号输入端相连；对第二磁阻元件(2)检测到的磁力线变化量实时放大的第二支路(4)的输出端与所述第二整形输出电路(6)的输入端相连；将所述第二支路(4)的输出信号进行整形成为高电平或低电平信号的第二整形输出电路(6)的信号输出端连接至所述第二输出端(8)。
2.如权利要求1的一种磁阻式转速检测装置，其特征是所述第一支路(3)包括一个运算放大器U1A，其反向输入端与电阻器R2和电阻器R3的一端相连，所述电源(9)的电源正极与电阻器R2的另一端相连，电阻器R3的另一端与该运算放大器U1A的输出端相连，该运算放大器U1A的输出端与所述电源(9)的电源正极和负极之间分别连接有二极管D1和二极管D2；第一磁阻元件(1)的输出端通过电阻器R1与所述第一支路(3)的运算放大器U1A的正向输入端相连；第一整形输出电路(5)包括NPN型三极管Q1，该三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与运算放大器U1A输出端之间连接有电阻器R5，电阻器R4连接在基极与所述电源(9)的电源地之间；三极管Q1的集电极与电源(9)正极之间连接有电阻器R6；三极管Q1的集电极与所述第一输出端(7)相连。
3.如权利要求1的一种磁阻式转速检测装置，其特征是所述第二支路(4)包括一个运算放大器U1B，其反向输入端与电阻器R7和电阻器R9的一端相连，电阻器R7的另一端与第二磁阻元件(2)的输出端相连，电阻器R9的另一端与该运算放大器U1B的输出端相连，该运算放大器U1B的输出端与所述电源(9)的电源正极和负极之间分别连接有二极管D3和二极管D4；电阻器R8连接在该运算放大器U1B的正向输入端和所述电源(9)的电源正极之间；所述第二整形输出电路(6)包括NPN型三极管Q2，该三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与运算放大器U1A输出端之间连接有电阻器R11，电阻器R10连接在基极与所述电源(9)的电源地之间；三极管Q2的集电极与电源(9)正极之间连接有电阻器R12；三极管Q2的集电极与所述第一输出端(8)相连。
4.如权利1或2或3的一种磁阻式转速检测装置，其特征是所述第一磁阻元件、第二磁阻元件(2)与安装其它部分电路的电路板之间通过导线连接，并固化在一个树脂胶的定位套中。
专利摘要一种磁阻式转速检测装置，包括面向要检测的传动齿轮端面相隔一定距离安装的第一磁阻元件1和第二磁阻元件2；第一磁阻元件1和第二磁阻元件2的信号输出端分别与第一支路3和第二支路4的信号输入端相连；第一支路3和第二支路4对检测到的磁力线变化量实时放大，它们的输出端分别与第一整形输出电路5和第二整形输出电路6的输入端相连，整形输出电路信号进行整形成为高电平或低电平信号并将该信号输出端连接至第一输出端7和第二输出端8；所述电源9为各部分电路提供直流供电电源。第一输出端7和第二信号输出端8可以作为计数脉冲输入至计数器，从而使与之配套的传感器具有准确可靠、实时的输入信号源，检测效果及时准确、稳定可靠。
文档编号G01P3/42GK2762141SQ20042003591
公开日2006年3月1日 申请日期2004年5月21日 优先权日2004年5月21日
发明者汪宏伟 申请人:株洲丰达电力机车配件实业有限责任公司