FR2576419A1

FR2576419A1 - APPARATUS FOR DETECTING THE SPEED AND DIRECTION OF ROTATION OF A ROTATING SHAFT

Info

Publication number: FR2576419A1
Application number: FR8600773A
Authority: FR
Inventors: Robert Paul Page; Stuart Ian Howarth
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1986-07-25
Also published as: GB2170009A; DE3601197A1; GB8501517D0; GB8600167D0; JPS61170658A

Abstract

A.APPAREIL DE DETECTION DE LA VITESSE ET DU SENS DE ROTATION D'UN ARBRE ROTATIF. B.L'APPAREIL COMPREND UN DISQUE DEVANT ETRE MONTE SUR L'ARBRE; CE DISQUE EST POURVU D'UNE PREMIERE ET D'UNE SECONDE SERIE DE DENTS 11, 12 FORMEES SUR SA CIRCONFERENCE ET D'UN DETECTEUR 13 REAGISSANT AU PASSAGE DES DENTS. LES DENTS 11 DE LA PREMIERE SERIE SONT PLUS LARGES QUE LES DENTS 12 DE LA SECONDE SERIE ET LES DENTS 12 DE LA SECONDE SERIE SONT SEPAREES D'UNE DENT DE LA PREMIERE SERIE PAR UN ESPACE EGAL A LA LARGEUR DES DENTS DE LA SECONDE SERIE, ET DE LA DENT ADJACENTE SUIVANTE, PAR UN ESPACE EGAL A LA LARGEUR D'UNE DENT DE LA PREMIERE SERIE. LES SIGNAUX DU DETECTEUR SONT TRANSMIS A UN CIRCUIT BISTABLE DONT LE SIGNAL DE SORTIE EST UNE FORME D'ONDE AYANT UN RAPPORT REPERE-ESPACE DE 11 LORSQUE L'ARBRE TOURNE DANS UN SENS ET DE 12 ET 21 LORSQUE L'ARBRE TOURNE DANS L'AUTRE SENS.A. DEVICE FOR DETECTING THE SPEED AND DIRECTION OF ROTATION OF A ROTARY SHAFT. B. THE APPLIANCE INCLUDES A DISC TO BE MOUNTED ON THE SHAFT; THIS DISC IS PROVIDED WITH A FIRST AND A SECOND SERIES OF TEETH 11, 12 SHAPED ON ITS CIRCUMFERENCE AND WITH A DETECTOR 13 RESPECTING THE PASSAGE OF THE TEETH. THE TEETH 11 OF THE FIRST SERIES ARE WIDER THAN THE TEETH 12 OF THE SECOND SERIES AND THE TEETH 12 OF THE SECOND SERIES ARE SEPARATED FROM A TEETH FROM THE FIRST SERIES BY A SPACE EQUAL TO THE WIDTH OF THE TEETH OF THE SECOND SERIES, AND THE FOLLOWING ADJACENT TOOTH, BY A SPACE EQUAL TO THE WIDTH OF A TOOTH OF THE FIRST SERIES. THE DETECTOR SIGNALS ARE TRANSMITTED TO A BISTABLE CIRCUIT WHOSE OUTPUT SIGNAL IS A WAVEFORM HAVING A MARK-SPACE RATIO OF 11 WHEN THE SHAFT TURNS IN ONE DIRECTION AND OF 12 AND 21 WHEN THE SHAFT TURNS INTO THE SHAFT. OTHER WAY.

Description

4-4-

APPAREIL DE DETECTION DE LA VITESSE ET APPARATUS FOR DETECTING SPEED AND

DU SENS DE ROTATION D'UN ARBRE ROTATIF DIRECTION OF ROTATION OF A ROTARY SHAFT

L'invention concerne un appareil destiné à fournir une indi- An apparatus for providing an indi-

cation sur la vitesse et le sens de rotation d'un arbre rotatif. cation on the speed and direction of rotation of a rotating shaft.

On connait l'utilisation d'un disque ou d'une roue commandés par l'arbre, avec des dents à espacement irrégulier sur le disque ou la roue, dont le passage est détecté par le détecteur. Le signal fourni par le détecteur permet de déterminer le sens de rotation de l'arbre. Un exemple d'un appareil de ce type est décrit It is known the use of a disc or a wheel controlled by the shaft, with irregularly spaced teeth on the disk or the wheel, the passage of which is detected by the detector. The signal provided by the detector makes it possible to determine the direction of rotation of the shaft. An example of an apparatus of this type is described

dans le brevet britannique n 1591376. On connaît également l'utili- in British Patent No. 1591376. Also known is the use of

sation d'une série de dents espacés régulièrement sur le disque ou la roue, avec un détecteur pour détecter le passage des dents, le signal de sortie du détecteur fournissant une indication sur la a series of regularly spaced teeth on the disk or the wheel, with a detector for detecting the passage of the teeth, the output signal of the detector providing an indication of the

vitesse de l'arbre.speed of the tree.

Le brevet US n 4370614 décrit un dystème selon lequel la vitesse et le sens de rotation d'un arbre peuvent être déterminés par la disposition d'une série de dents régulièrement espacées sur un disque ou une roue entraînés par l'arbre et par l'utilisation d'une paire de détecteurs qui détectent le passage des dents, les détecteurs étant séparés par une distance équivalente à un quart de l'écartement des dents. Les signaux fournis par les détecteurs sont US Pat. No. 4,370,614 describes a system in which the speed and direction of rotation of a shaft can be determined by arranging a series of regularly spaced teeth on a disk or wheel driven by the shaft and the shaft. use of a pair of detectors which detect the passage of the teeth, the detectors being separated by a distance equivalent to a quarter of the spacing of the teeth. The signals provided by the detectors are

alors traités de façon à fournir une indication sur le sens de rota- treated in such a way as to give an indication of the meaning of rotation

tion de l'arbre, et le signal fourni par un des détecteurs peut être utilisé pour fournir une indication sur la vitesse de rotation de l'arbre. Ce système exige toutefois deux détecteurs qui doivent être tion of the shaft, and the signal provided by one of the detectors can be used to provide an indication of the rotational speed of the shaft. However, this system requires two detectors that must be

ajustés avec soin l'un par rapport à l'autre et par rapport au disque. adjusted carefully with respect to each other and with respect to the disc.

L'objet de l'invention est de proposer un appareil destiné à fournir une indication sur la vitesse et le sens de rotation d'un - 2 - The object of the invention is to provide an apparatus for providing an indication of the speed and direction of rotation of a - 2 -

arbre rotatif, sous une forme simple. rotating shaft, in a simple form.

Conformément à l'invention, il est proposé à cet effet un appareil constitué par un disque adapté a être accouplé a un arbre de façon à tourner avec lui, une première et une seconde série d'éléments de repérage sur ce disque, les éléments de chaque série étant espacés de façon équiangulaire et disposés en alternance avec les éléments de l'autre série autour de l'axe de rotation du disque, les éléments d'une série étant espacés de façon irrégulière par rapport aux éléments adjacents de l'autre série; un dispositif de détection destiné à fournir des signaux électriques indiquant le passage des éléments devant le dispositif; et des moyens destinés à traiter ces signaux de façon à fournir une indication concernant According to the invention, there is provided for this purpose an apparatus consisting of a disc adapted to be coupled to a shaft so as to rotate with it, a first and a second series of locating elements on this disc, the elements of each series being spaced equiangularly and alternately arranged with the elements of the other series about the axis of rotation of the disc, the elements of a series being irregularly spaced from the adjacent elements of the other series ; a detection device for providing electrical signals indicating the passage of the elements in front of the device; and means for processing these signals to provide an indication regarding

la vitesse et le sens de rotation du disque. - the speed and direction of rotation of the disc. -

L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexes, dans lesquels les figures représentent: Figure 1: une projection développée sur une échelle aggrandie d'un disque denté et d'un dispositif de détection; Figures 2 et 3: des courbes représentant le signal de sortie du dispositif de détection lorsque le disque tourne dans des sens opposés à partir de la position représentée en figure 1; Figures 4, 5 et 6: trois types de signaux impulsionnels qui peuvent apparaître à la sortie d'une étape de traitement du signal de sortie du dispositif de détection; et Figure 7: un schéma de circuit destiné au traitement des signaux The invention will be better understood with the aid of the accompanying drawings, in which the figures represent: FIG. 1: a projection developed on an enlarged scale of a toothed disc and a detection device; Figures 2 and 3: curves representing the output signal of the detection device when the disc rotates in opposite directions from the position shown in Figure 1; Figures 4, 5 and 6: three types of pulse signals that may appear at the output of a processing step of the output signal of the detection device; and Figure 7: circuit diagram for signal processing

représentés en figures 4,5 et 6.represented in Figures 4,5 and 6.

Il existe une application de l'appareil dans un système de transmission de véhicule o il est nécessaire de connaître à des fins de contrôle de la transmission, le sens de rotation de l'arbre de sortie de la partie de la transmission formant la boîte de vitesse, There is an application of the apparatus in a vehicle transmission system where it is necessary to know for transmission control purposes the direction of rotation of the output shaft of the transmission part forming the transmission box. speed,

et aussi la vitesse de marche avant du véhicule. and also the forward speed of the vehicle.

Le principal élément du dispositif de détection est constitué 3- par un disque qui est accouplé à l'arbre.de sortie de la boite de vitesse, et la figure 1 illustre une projection développée de la circonférence du disque. Le disque est pourvu de deux séries The main element of the detection device is constituted by a disc which is coupled to the output shaft of the gearbox, and FIG. 1 illustrates a developed projection of the circumference of the disc. The disc is provided with two series

de dents. Les dents de la première série sont désignées par l'in- of teeth. The teeth of the first series are designated by the

dice 11 et sont espacées de façon équiangulaire sur la circonfé- rence du disque. Les dents de la seconde série sont désignées par l'indice 12 et sont également disposées de façon équiangulaire sur la circonférence du disque. Les dents des deux séries sont disposées en alternance mais l'écartement entre une dent d'une série et la dent adjacente de l'autre série est irrégulier. De plus, les dents de la première série sont plus larges que les dents de la seconde série, et les largeurs des espacements plus petits et plus grands sont identiques aux largeurs des plus petites dents 11 and are spaced equiangularly on the circumference of the disk. The teeth of the second series are designated by the index 12 and are also arranged equiangularly around the circumference of the disc. The teeth of the two series are arranged alternately but the spacing between a tooth of one series and the adjacent tooth of the other series is irregular. In addition, the teeth of the first series are wider than the teeth of the second series, and the widths of the smaller and larger spacings are identical to the widths of the smaller teeth.

et des plus grandes dents.and bigger teeth.

Il se trouve associé au disque un dispositif de détection 13 du type a courant de Foucault, qui fournit un signal électrique lorsque les bords des dents passent devant le dispositif. Sur la figure 1, le dispositif de détection est disposé face à un espace défini entre une paire de dents. De plus, la figure 1 comporte des There is associated with the disk a detection device 13 of the eddy current type, which provides an electrical signal when the edges of the teeth pass in front of the device. In FIG. 1, the detection device is arranged facing a space defined between a pair of teeth. In addition, Figure 1 includes

flèches indiquant le sens de rotation du disque par rapport au dis- arrows indicating the direction of rotation of the disc in relation to the disc

positif de détection, la flèche F indiquant le sens de rotation du detection, the arrow F indicating the direction of rotation of the

disque et la flèche R le sens de rotation inverse. disc and arrow R the opposite direction of rotation.

Lorsque le disque se déplace en marche avant depuis la position représentée en figure 1, le bord avant d'une des dents 11 va passer en premier devant le dispositif de détection, suivi par le bord arrière de la dent et ensuite par le bord avant de la dent suivante 12. Le signal de sortie du dispositif 13 va donc être tel que celui représenté en figure 2. Lorsque par ailleurs le disque tourne dans le sens inverse, alors le premier bord passant devant le dispositif de détection 12 va être le bord avant d'une dent 12 suivi par le bord arrière de la même dent et ensuite, par le bord avant de la dent 11 suivante. Le signal de sortie va être donc celui représenté en figure 3. La figure 2 montre que les bords ascendants du signal -4 - d'impulsion sont équidistants du fait que l'écartement entre les dents correspond à la largeur des dents. La figure 3 montre que When the disc moves forward from the position shown in Fig. 1, the leading edge of one of the teeth 11 will pass first in front of the detection device, followed by the rear edge of the tooth and then by the leading edge of the tooth. the next tooth 12. The output signal of the device 13 will therefore be as shown in FIG. 2. When, moreover, the disk rotates in the opposite direction, then the first edge passing in front of the detection device 12 will be the front edge. a tooth 12 followed by the trailing edge of the same tooth and then by the leading edge of the next tooth 11. The output signal will therefore be that shown in FIG. 3. FIG. 2 shows that the rising edges of the pulse signal -4 are equidistant because the spacing between the teeth corresponds to the width of the teeth. Figure 3 shows that

l'intervalle entre les bords ascendants des impulsions est irré- the interval between the rising edges of the pulses is irreversible.

gulier. Ce fait peut être utilisé pour déterminer le sens de rotation du disque. Afin de traiter les signaux obtenus à partir du dispositif de détection 13, les signaux sont d'abord transmis à un circuit bistable à décrire, qui change son état à la réception d'un signal ascendant du dispositif de détection. En conséquence, le signal de sortie du circuit bistable lorsque le disque tourne vers l'avant, est celui représenté en figure 4, et le rapport des signaux aux écartements est l'unité. Lorsque le disque tourne en sens inverse, on peut obtenir deux types de signaux, comme le montrent les figures et 6, suivant le bord ascendant qui a été reçu en premier par le circuit bistable. Le rapport des repères aux écartements du signal représenté en figure 5 est de 1/2 et le rapport des repères aux écartements du signal représenté en figurd 6 est de 2/1. Afin de fournir une indication fiable sur le sens de rotation, il est donc nécessaire de fournir des signaux & partir du circuit bistable & un circuit qui peut distinguer les signaux et fournir un signal ou des signaux de sortie appropriés. Le circuit est représenté en figure 7, le circuit illustrant aussi le circuit bistable qui reçoit gulier. This fact can be used to determine the direction of rotation of the disc. In order to process the signals obtained from the detection device 13, the signals are first transmitted to a bistable circuit to be described, which changes its state on receipt of an upstream signal from the detection device. Accordingly, the output signal of the bistable circuit as the disc rotates forward is that shown in Fig. 4, and the ratio of the signals to the spacings is unity. When the disk rotates in the opposite direction, two types of signals can be obtained, as shown in FIGS. 6 and 6, according to the rising edge which has been received first by the bistable circuit. The ratio of the markings to the spacings of the signal represented in FIG. 5 is 1/2 and the ratio of the markings to the spacings of the signal represented in FIG. 6 is 2/1. In order to provide a reliable indication of the direction of rotation, it is therefore necessary to provide signals from the bistable circuit and a circuit which can distinguish the signals and provide an appropriate signal or output signals. The circuit is represented in FIG. 7, the circuit also illustrating the bistable circuit which receives

les signaux fournis par le dispositif de détection. the signals provided by the detection device.

Se référant à la figure 7, le circuit comprend des lignes d'alimentation positive et négative 14, 15 permettant la connection & une source de courant continu, la tension d'alimentation étant dans cet exemple de 12 volts. L'entrée de circuit 16 est reliée au dispositif de détection et une résistance R1 est montée entre la ligne d'alimentation 14 et l'entrée du circuit. L'entrée du circuit est également reliée à la borne d'horloge d'un circuit bistable IC1 Referring to Figure 7, the circuit includes positive and negative power supply lines 14, 15 for connection to a DC power source, the supply voltage being in this example 12 volts. The circuit input 16 is connected to the detection device and a resistor R1 is mounted between the supply line 14 and the input of the circuit. The input of the circuit is also connected to the clock terminal of a bistable circuit IC1

de type "D" dont l'entrée D est reliée à sa borne de sortie Q inver- of type "D" whose input D is connected to its output terminal Q invert-

sée. La borne d'alimentation du circuit bistable est connectée à la See. The power supply terminal of the bistable circuit is connected to the

ligne d'alimentation 14.supply line 14.

La borne de sortie Q non inversée du circuit bistable est reliée à travers une résistance R4, à un comparateur IC2 dont l'objectif est d'assurer l'obtention d'une impulsion de sortie de 12 volts. La sortie du comparateur IC2 est reliée à la ligne d'alimentation 14 à travers une résistance R5, et à une extrémité d'une résistance R6 dont l'extrémité opposée est reliée à une plaque d'un condensateur Cl, dont l'autre plaque est reliée à la ligne d'alimentation 15. Le condensateur C1 présente une valeur de capacité appréciable et le condensateur se charge à un niveau qui dépend de celle des formes d'onde représentées en figures 4, et 6, qui apparaît à la sortie du comparateur IC2. La forme d'onde représentée en figure 4, dans la mesure o elle a un rapport The non-inverted Q output terminal of the bistable circuit is connected through a resistor R4 to a comparator IC2 whose objective is to obtain an output pulse of 12 volts. The output of the comparator IC2 is connected to the supply line 14 through a resistor R5, and at one end of a resistor R6 whose opposite end is connected to a plate of a capacitor C1, the other plate is connected to the supply line 15. The capacitor C1 has a significant capacitance value and the capacitor is charged to a level which depends on that of the waveforms shown in FIGS. 4 and 6, which appears at the output of FIG. IC2 comparator. The waveform shown in Figure 4, in so far as it has a ratio

repère - écartement égal, va forcer la tension à travers le conden- benchmark - equal spacing, will force the tension through the condensa-

sateur Cl à se monter environ à 6 volts.- La forme d'onde représentée en figure 5 va forcer la tension à travers le condensateur à se monter environ a 3 volts, et la forme d'onde représentée en figure The waveform shown in FIG. 5 will force the voltage across the capacitor to be approximately 3 volts, and the waveform shown in FIG.

6 va forcer la tension à travers le condensateur à-se monter envi- 6 will force the voltage across the capacitor to-rise itself

ron à 9 volts. La partie restante du circuit représenté en figure 7 sert à distinguer les différentes tensions et aussi à fournir une at 9 volts. The remaining part of the circuit shown in FIG. 7 serves to distinguish the different voltages and also to provide a

indication sur le momento le disque est au repos. indication on the momento the disc is at rest.

La tension apparaissant entre les bornes du condensateur est The voltage appearing between the terminals of the capacitor is

appliquée à deux comparateurs IC3 et IC4 dont les sorties de collec- applied to two comparators IC3 and IC4 whose outputs from

teur communes sont reliées entre elles. Chaque comparateur est pourvu are connected to each other. Each comparator is provided

d'une source de tension de référence comprenant des chaînes de poten- a reference voltage source comprising potential strings of

tiométres ajustables respectivement, et la source de référence du adjustable tiometers, respectively, and the reference source of the

comparateur IC4 est ajustée de façon que le signal de sortie du com- comparator IC4 is adjusted so that the output signal of the com-

parateur IC4 soit d'un faible niveau lorsque la tension continue aux IC4 is a low level when the voltage continues at

bornes du condensateur Cl est supérieure à environ 8 volts. La ten- Cl capacitor terminals is greater than about 8 volts. The trend

sion de référence du comparateur IC3 est ajustée de façon que le signal de sortie soit d'un niveau faible lorsque la tension aux comparator IC3 is adjusted so that the output signal is of a low level when the

bornes du condensateur est inférieure à environ 4 volts. Ainsi, lors- capacitor terminals is less than about 4 volts. Thus, when

que la tension dans le condensateur n'est pas comprise entre 4 et 8 that the voltage in the capacitor is not between 4 and 8

volts, le signal de sortie combiné des deux comparateurs est faible. volts, the combined output of the two comparators is low.

Lorsque le signal de sortie est élevé, un transistor TR1 est actionné -6 provoquant l'illumination d'une diode émettrice de lumière D1 indiquant que le disque tourne en marche avant. Lorsque le signal de sortie combiné des comparateurs IC3, IC4 est faible, cela signifie que le disque tourne en sens inverse, mais cela peut également indiquer que le disque est à l'arrêt. Il est donc nécessaire de déterminer si le disque est à l'arrêt et ceci est When the output signal is high, a transistor TR1 is actuated -6 causing illumination of a light emitting diode D1 indicating that the disc is rotating forward. When the combined output signal of comparators IC3, IC4 is low, it means that the disc is rotating in the opposite direction, but it may also indicate that the disc is at a standstill. It is therefore necessary to determine if the disc is stopped and this is

effectué par la partie restante du circuit représenté en figure 7. performed by the remaining part of the circuit shown in FIG.

La borne d'entrée 16 est reliée à travers un condensateur C2 lequel, en commun avec une résistance R7, constitue un circuit différenciateur. Les jonctions du condensateur et de la résistance sont reliées à la base d'un transistor TR2 et une diode D2 est branchée entre la base et la ligne d'alimentation 15. En conséquence, le transistor ne va être branché qu'au cas o des pointes positives sont présentes à sa base. L'émetteur du transistor est relié à la ligne d'alimentation 15 et le collecteur est relié à la ligne d'alimentation 14 au moyen d'une paire de résistance R8, R9 montées en série, la jonction des résistances étant reliée à une plaque d'un The input terminal 16 is connected through a capacitor C2 which, in common with a resistor R7, constitutes a differentiating circuit. The junctions of the capacitor and the resistor are connected to the base of a transistor TR2 and a diode D2 is connected between the base and the power supply line 15. Consequently, the transistor will only be connected if positive spikes are present at its base. The emitter of the transistor is connected to the supply line 15 and the collector is connected to the supply line 14 by means of a pair of resistor R8, R9 connected in series, the junction of the resistors being connected to a plate a

condensateur C3, dont l'autre plaque est reliée à'la ligne d'alimen- capacitor C3, whose other plate is connected to the power supply line

tation 15. Lorsque le transistor TR2 est à l'état non conducteur, 15. When transistor TR2 is in the non-conductive state,

le condensateur C3 va être complètement chargé au moyen de la résis- the capacitor C3 will be fully charged by means of the resistor

tance R9, mais lorsque le transistor TR2 est conducteur, le conden- R9, but when the transistor TR2 is conducting, the conden-

sateur va être partiellement déchargé. La tension aux bornes du condensateur C3 est détectée par un autre comparateur IC5 dont la tension de référence est appliquée au moyen d'un réseau approprié de potentiomètre. Le réseau de. potentiomètre est ajusté de façon que le signal de sortie du comparateur soit faible lorsque le condensateur C3 est complètement chargé, c'est-à-dire lorsque le disque n'est pas en rotation. Dans la pratique, le disque doit tourner à une vitesse The user will be partially discharged. The voltage across the capacitor C3 is detected by another comparator IC5 whose reference voltage is applied by means of a suitable network of potentiometer. The network of. The potentiometer is adjusted so that the comparator output signal is low when the capacitor C3 is fully charged, i.e. when the disc is not rotating. In practice, the disc must spin at a speed

dite de transition pour laquelle la tension aux bornes du condensa- so-called transition, for which the voltage across the

teur C3 est suffisamment réduite avant que le signal de sortie du comparateur devienne élevé. Le comparateur IC5 est pourvu d'une C3 is sufficiently reduced before the comparator output signal becomes high. The comparator IC5 is provided with a

réaction qui fournit une hystérésis. reaction that provides a hysteresis.

La sortie du comparateur IC5 est reliée,au moyen d'une résistance, & la ligne d'alimentation 14 et aux entrées d'une porte NON-ET IC6 -7 - dont le signal de sortie est utilisé pour contrôler la conduction d'un transistor TR3 lequel, lorsqu'il est conducteur, provoque l'illumination d'une diode D3 émettrice de lumière, indiquant que The output of the comparator IC5 is connected, by means of a resistor, to the supply line 14 and to the inputs of a NAND gate IC6 -7 - whose output signal is used to control the conduction of a transistor TR3 which, when conducting, causes the illumination of a light-emitting diode D3, indicating that

le disque est au repos.the disc is at rest.

Pour obtenir un signal de rotation inverse la sortie combinée des comparateurs IC3 et IC4 est reliée aux bornes d'entrée d'une porte NON-ET IC7 dont la sortie est reliée à une entrée d'une autre porte NON-ET IC8. 'L'autre entrée de cette porte est reliée a la To obtain a reverse rotation signal, the combined output of the comparators IC3 and IC4 is connected to the input terminals of a NAND gate IC7 whose output is connected to an input of another NAND gate IC8. 'The other entrance to this door is connected to the

sortie du comparateur IC5 et le signal de sortie de la porte NON- output of the comparator IC5 and the output signal of the NAND gate

ET IC8 va donc être faible lorsque le disque tourne en sens inverse. And IC8 will be weak when the disc rotates in the opposite direction.

La sortie de la porte NON-ET IC8 est reliée aux bornes d'entrée d'une autre porte NON-ET IC9, cette dernière étant utilisée pour contrôler la conduction d'un transistor TR4 lequel, lorsqu'il est conducteur, provoque l'illumination d'une diode D4 émettrice de lumière, cette diode étant illuminée lorsque le disque tourne en The output of the NAND gate IC8 is connected to the input terminals of another NAND gate IC9, the latter being used to control the conduction of a transistor TR4 which, when conducting, causes the illumination of a diode D4 emitting light, this diode being illuminated when the disc rotates

sens inverse.reverse.

Le circuit fournit une indication visuelle sur le fonctionnement du disque, à savoir que s'il effectue une rotation en marche avant, c'est indiqué par l'illumination de la diode Dl, que s'il est à l'arrêt c'est indiqué par l'illumination de la diode D3 et que s'il tourne en sens inverse, c'est indiqué par l'illumination de la diode 4. Alors que les diodes peuvent être prévues pour un contrôle visuel, le système de contrôle de transmission peut être pourvu de signaux appropriés. Le signal de sortie du comparateur IC2 est une forme d'onde The circuit provides a visual indication of the operation of the disk, namely that if it performs a forward rotation, it is indicated by the illumination of the diode D1, that if it is stopped it is indicated by the illumination of the diode D3 and that if it turns in opposite direction, it is indicated by the illumination of the diode 4. While the diodes can be provided for a visual control, the transmission control system may be provided with appropriate signals. The output signal of the comparator IC2 is a waveform

d'un des trois types représentés en figures 4, 5 et 6. Les interval- one of the three types shown in Figures 4, 5 and 6. The intervals

les entre les bords à allure positive de chacune des formes d'onde sont les mêmes, comme c'est également le cas pour les bords à allure the between the positive-looking edges of each of the waveforms are the same, as is also the case for the edges at pace

négative, et ne dépendent que de la vitesse de rotation du disque. negative, and only depend on the speed of rotation of the disc.

Il n'est donc nécessaire pour cela que de mesurer l'intervalle de temps entre deux bords a allure positive adjacents, et ce peut être réalisé par utilisation des bords à allure positive pour débloquer - 8 - et démarrer un compteur 17 qui compte les impulsions produites par une horloge appropriée 18, la valeur du comptage étant envoyée dans une bascule appropriée 19 avant que la valeur de comptage soit débloquée. La valeur de comptage envoyée dans la bascule va correspondre à la vitesse moyenne du disque entre deux bords à It is therefore only necessary to measure the time interval between two adjacent positive-looking edges, and this can be achieved by using the positive-looking edges to unblock and start a counter that counts the pulses. produced by an appropriate clock 18, the count value being sent to an appropriate flip-flop 19 before the count value is unblocked. The count value sent in the flip-flop will correspond to the average speed of the disc between two edges to

allure positive.positive pace.

Au lieu d'utiliser le circuit représenté en figure 7, le train d'impulsions de sortie du détecteur peut être introduit dans l'entrée d'un microprocesseur, cette entrée étant capable de détecter les bords à allure positive aussi bien que les bords à allure négative. Lorsque le disque tourne dans le sens de la marche avant, les bords à allure positive des impulsions telles que représentées en figure 2 sont équidistants et en utilisant l'horloge du microprocesseur, il est possible de fournir un signal de vitesse. Lorsque le disque tourne-en sens inverse, les bords à allure positive sont espacés de façon irrégulière. Toutefois, si la rotation inverse du disque est détectée, il est possible de provoquer une réaction du microprocesseur aux bords a allure Instead of using the circuit shown in FIG. 7, the output pulse train of the detector may be introduced into the input of a microprocessor, this input being able to detect the positive-looking edges as well as the edges of the microprocessor. negative pace. When the disc rotates in the forward direction, the positive-looking edges of the pulses as shown in Fig. 2 are equidistant and using the microprocessor clock, it is possible to provide a speed signal. When the disc rotates in the opposite direction, the positive-looking edges are irregularly spaced. However, if the reverse rotation of the disk is detected, it is possible to cause a microprocessor reaction to the edges at pace

négative des impulsions qui sont équidistants. negative impulses that are equidistant.

Dans la mémoire du microprocesseur se trouve un bit appellé INDICATEUR NEGATIF et lorsque ce bit est ajusté à "1" le processeur réagit aux bords à allure négative et lorsqu'il est débloqué a In the memory of the microprocessor is a bit called NEGATIVE INDICATOR and when this bit is set to "1" the processor reacts to the edges at negative speed and when it is unlocked a

"0" il réagit aux bords à allure positive. "0" it reacts to the edges at a positive pace.

Supposons qu'à partir d'une position de repos, l'arbre se met en rotation dans le sens inverse de façon que le train d'impulsions Suppose that from a rest position, the shaft rotates in the opposite direction so that the pulse train

représenté en figure 3 soit fourni à l'entrée du processeur. shown in Figure 3 is provided at the input of the processor.

L INDICATEUR NEGATIF" ne va pas être fixé, et ainsi le processeur réagit aux bords à allure positive 0, 2, 4, 6, etc. Si l'on utilise l'horloge, celui-ci va enregistrer les temps pour lesquels les bords mentionnés apparaissent et va calculer trois périodes comme suit: -9- Temps du bord 2 - Temps du bord O = Période Ancienne (OP) Temps du bord 4 - Temps du bord 2 = Période (P) Temps du bord 6 - Temps du bord 4 = Nouvelle Période (NP) Il vérifie ensuite si OP + NP Dans le cas de rotation inverse ceci n'est plus vrai, mais si le disque avait tourné en marche avant cela aurait été vrai, comme le montre la figure 2. Le processeur dans ce cas suppose que le disque tourne en sens inverse et i"'INDICATEUR NEGATIF" est fixé & "1". Toutefois, les périodes qui sont maintenant stockées correspondent à un sens de rotation erronné et donc un "INDICATEUR D'ATTENTE" est fixé dans la mémoire et les valeurs de The NEGATIVE INDICATOR "is not going to be fixed, and so the processor responds to the positive-looking edges 0, 2, 4, 6, etc. If we use the clock, it will record the times for which the edges mentioned will appear and will calculate three periods as follows: -9- Edge Time 2 - Edge Time O = Old Period (OP) Edge Time 4 - Edge Time 2 = Period (P) Edge Time 6 - Edge Time 4 = New Period (NP) It then checks if OP + NP In the case of reverse rotation this is no longer true, but if the disk had turned on before that would have been true, as shown in Figure 2. The processor in this case assumes that the disk rotates in the opposite direction and the "NEGATIVE INDICATOR" is set to "1." However, the periods that are now stored correspond to a wrong direction of rotation and therefore a "WAIT INDICATOR" is fixed in the memory and the values of

Période et Période Ancienne sont fixées à une valeur maximum choi- Period and Old Period are set at a maximum value chosen

sie arbitrairement, qui correspond à la vitesse la plus faible à laquelle la rotation du disque peut être détectée. Aussitôt que toutes les trois périodes ont été mises à jour avec les valeurs effectives l'"INDICATEUR D'ATTENTE" est enlevé et le calcul de la vitesse est effectué. Ceprocessus est réitéré chaque fois qu'un is arbitrarily defined, which is the lowest speed at which disk rotation can be detected. As soon as all three periods have been updated with the actual values the "WAITING INDICATOR" is removed and the speed calculation is performed. This process is reiterated each time

changement se produit dans le sens de rotation du disque. change occurs in the direction of rotation of the disc.

Afin de calculer la vitesse, la valeur de lal/Période est utilisée pour le sens de la marche avant et celle de la -1/Période In order to calculate the speed, the value of lal / Period is used for the forward direction and that of the -1 / Period

est utilisée pour la rotation inverse. is used for reverse rotation.

Lorsque le disque tourne à une vitesse constante, OP = NP et un contrôle du sens de rotation peut être effectué par comparaison When the disc rotates at a constant speed, OP = NP and a control of the direction of rotation can be performed by comparison

de NP avec P. Pendant les périodes d'accélération et de décéléra- of NP with P. During periods of acceleration and deceleration

tion, on suppose que l'accélération et la décélération sont constantes pendant les trois périodes. Dans la pratique, une égalité précise entre les périodes n'est pas vraisemblable et comme il est difficile It is assumed that acceleration and deceleration are constant during the three periods. In practice, precise equality between periods is not likely and as it is difficult

de décrire la fonction "environ égal à" dans un logiciel, en prati- to describe the function "about equal to" in software, in practice

que la "Période" est fixée de façon à se situer entre 0OP + NP) 1 et (OP + NP) 0 that the "Period" is set to be between 0OP + NP) 1 and (OP + NP) 0

- 10 -- 10 -

Claims

Apparatus for providing an indication of the speed and direction of rotation of a rotary shaft, characterized in that it is constituted by a disk adapted to be coupled to a shaft so as to rotate with it, a first and a second set of registration elements on this disk, the elements of each series being spaced equiangularly and alternately arranged with the elements of the other series about the axis of rotation of the disk, the elements of a series being irregularly spaced from adjacent elements of the other series; a detection device for providing electrical signals indicating the passage of the elements in front of the device; and means for processing these signals to provide an indication regarding

the speed and direction of rotation of the disc.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the registration elements are in the form of teeth (11,12) and that the detection device produces ascending and descending signals when the edges of a tooth pass in front of the tooth.

detection device.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the teeth (11) of the first series are wider than the teeth (12) of the second series, the wider spacings between the teeth have the same width as the teeth (11) of the first series and the narrower spacings between the teeth present the same

width than the teeth (12) of the second series.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that it comprises a bistable circuit mounted to receive the signal produced by the detection device and reacting only to the alternating signal variations, the output signal of the bistable circuit consisting of one of three impulse signals

25.76419

- l1 -

alternating, the first being a pulse signal having a reference-spacing ratio of 1/1 which is obtained when the shaft rotates in one direction, and the second and third pulse signals being alternate signals which can be obtained when the shaft turns in the opposite direction, the locator-spacing

being 2/1 and 1/2 respectively.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that it comprises a first capacitor which is charged to a value

determined by the benchmark-spacing report.

Apparatus according to claim 5, characterized in that

comprises a first and a second comparator responsive to the

between the terminals of the capacitor, these comparators having

connected to each other and connected to a first indica-

the reference voltages applied to these comparators being such that the indicator means is made operational when the

benchmark-spacing ratio is practically 1/1.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that it comprises a second capacitor, means for charging said second capacitor, a transistor which acts when it is conducting so as to discharge this second capacitor, a circuit responsive to the signal of output of the detection device and acting to switch the transistor to alternating signal variations, a third comparator responsive to the voltage across the terminals of the second capacitor, reference voltage means for providing a reference voltage to the second comparator while

that the output signal of the second comparator will be weak when

that the shaft is at rest, and a second indicator means responsive to the output signal of the second comparator and made operational

when the tree is at rest.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that it comprises a third indicator means, which responds to the signal of

the first and second comparators and the third

- 12 -

which is made operational when the tree rotates

the other direction.

9. Apparatus according to claim 4, characterized in that it comprises a counter responsive to the alternating changes of the signal at the output of the bistable circuit, a clock for providing pulse signals to the counter and the flip-flop in which the count value of the counter-is introduced before the counter is unblocked, the count value indicating the speed of

rotation of the tree.

Apparatus according to claim 3, characterized in that

includes a microprocessor that functions to fix

tially the times between the alternating variations of the signal from the detection device so as to determine whether the most recent period between the alternating changes of the signal is substantially equal to the average of the two previous periods and if so, to calculate the speed of the tree from the magnitude of the period and if not, to determine the period between the other variations of the signal and to calculate the speed from

of that.