轉速傳感器類型:轉速傳感器

2021/12/30 01:16 · 傳感器知識資訊 ·  · 轉速傳感器類型:轉速傳感器已關閉評論
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轉速傳感器類型:轉速傳感器收藏查看我的收藏0有用+1已投票0轉速傳感器語音編輯鎖定上傳視頻上傳視頻本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目審核。轉速傳感器是將旋轉物體的轉速轉換為電量輸出的傳感器。轉速傳感器屬于間接式測量裝置,可用機械、電氣、磁、光和混合式等方法制造。按

轉速傳感器類型:轉速傳感器  第1張

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轉速傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
審核
。
轉速傳感器是將旋轉物體的轉速轉換為電量輸出的傳感器。轉速傳感器屬于間接式測量裝置,可用機械、電氣、磁、光和混合式等方法制造。按信號形式的不同,轉速傳感器可分為模擬式和數字式兩種。
中文名
轉速傳感器
發訊頻率
0-10kHz
供電電源
12-25V(DC)
負載電阻
≥1.0kΩ
目錄
1
定義
2
方式分類
?
磁敏式
?
激光式
?
磁電式
?
電容式
?
變磁阻式
3
工作原理
4
測速齒輪
5
安裝
6
應用
轉速傳感器定義
語音
轉速傳感器由磁敏電阻作感應元件,是新型的轉速傳感器。核心部件是采用磁敏電阻作為檢測的元件,再經過全新的信號處理電路令噪聲降低,功能更完善。通過與其它類型齒轉速傳感器的輸出波形對比,所測到轉速的誤差極小以及線性特性具有很好的一致性.感應對象為磁性材料或導磁材料,如磁鋼、鐵和電工鋼等。當被測體上帶有凸起(或凹陷)的磁性或導磁材料,隨著被測物體轉動時,傳感器輸出與旋轉頻率相關的脈沖信號,達到測速或位移檢測的發訊目的。齒輪轉速傳感器具有如下特點:靈敏度高 高可靠性 壽命長 觸發距離遠信號觸發為鐵(軟)磁材料可實現遠距離輸送 抗電磁干擾能力強良好的抗沖擊性和抗震性
[1]
參數說明注:1、齒輪尺寸參數:齒輪外徑:99.3mm;齒數:60;模數:1.57 (以上尺寸只是其中一例,模數在0.5至2均可。)2、安裝傳感器時使尾部紅色LED與引出線根部連線與齒輪平面相垂直。3、傳感器引出線分別為:棕色為電源線;黑色為地線;藍色為信號輸出線。由于安裝使用方便,通用性好,已被廣泛應用于各種領域。尤其在低速或超低速非接觸檢測中,有著其它傳感器無法達到的特點,這一特點填補了國內空白磁電傳感器測速范圍50-5000Hz。(,檢測距離只有0.5mm;接近開關無法檢測小模齒);在中高速非接觸檢測中,可直接替代霍爾開關。
轉速傳感器方式分類
語音
轉速傳感器磁敏式
4.檢測距離:0.5-2.0mm (A3鋼、電工鋼)外置磁鐵:0.5--10mm5.齒輪模數:m≥1齒輪材料:A3鋼、電工鋼120℃6.輸出信號:波形:矩形波幅值:近電源電壓7.環境條件:溫度:-40℃~125℃
[1]
相對濕度:≤85%4、選型指南:PR-970-B□□-C□□-D□□-E□□說明:B: 殼體長度 C: 螺紋規格 D: 引線方式 E: 線纜長度傳感器長度:B□□0 1:65mm 0 2:80mm 0 3:120mm 04:定做安裝螺紋: C□□01: M16*1. 02:客戶指定03:M12*1 04:M10*105:M18*1.5引線方式 D□□00: 直接引線(防水型) 01: 航空插頭線纜長度 E□□01: 線長一米 02: 線長二米03: 三米 以此類推示例:PR970-B02-C02-D00-E02表示117mm長,M16*1的螺紋,直接引線 ,線長2米5.接線方式:航插或直接出線紅色:24V DC (12-25V DC)黑色:COM色線:信號輸出
轉速傳感器激光式
主要功能及特點普林斯頓光學是世界著名的光學儀器;PR-870是利用激光反射原理,獲得轉子轉動的信號,可測量轉子的轉速。特點是分辨率高,距離遠,實用范圍廣,頻響寬,可靠性高。內裝放大整形電路,輸出為幅度穩定的方波信號,能實現遠距離傳輸。外型傳感器外殼用 不銹鋼材料 制成。防水結構簡單,耐壓能力強、密封可靠,未使用任何防水膠劑。產品應用由于傳感器外殼采用不銹鋼材料制做,傳感器堅固耐用,主要應用于測試環境較差 、振動劇烈(如:發動機等)。用于測量轉速 、周期 、速度。技術指標工作電壓:+ 10-36v使用溫度:-40 至 +80輸出信號:高電平近似于電源電壓;低電平<0.3V,方波。響應頻率:0.1HZ 至 20KHz分辨膜數:>0.5使用濕度:<95%RH輸出電流:<30毫安保護形式:有限性和短路保護觸發形式:反光條絕緣電阻:>50MΩ應用距離:2mm-600mm外殼材料:不銹鋼長度65mm,直徑18mm,接線方式:棕色 24V,藍色 負極,黑色 信號
轉速傳感器磁電式
1、概述:航振HZ-860磁電轉速傳感器,能將轉角位移轉換成電信號供計數器計數,只要非接觸就能測量各種導磁材料如:如齒輪、葉輪、帶孔(或槽、螺釘)圓盤的轉速及線速度。傳感器具有:體積小、結實可靠、壽命長、不需電源和潤滑油等優點,與一般二次儀表均可配用。2、技術參數1、 輸出波形:近似正弦波(≥50r/min時)2、 輸出信號幅值:50r/min時≥300mv 傳感器鐵芯和被測齒輪齒頂間隙 δ=0.5~1.2mm被測齒輪模數 m=2齒輪 Z=60材料 電工鋼信號幅值大小,與轉速成正比,與鐵芯和齒頂間隙的大小成反比。3、 測量范圍:20~Hz4、 使用時間:連續使用5、 工作環境:溫度 -20~+180℃6、 輸出形式:X12K4P四芯插頭7、外形尺寸:外徑:M12X1,M16×1 ; M18×1.5總長80mm ;M20X1.58、重量:約120g(不計輸出導線)3、外形圖:插頭端子1、4接信號輸出線4、使用注意事項1、安裝時傳感器外殼M20×1.5或其他規格螺紋不得損傷,六角螺母旋轉應自如,六角螺母并緊后,不得有松動現象。2、安裝時應以被測齒輪不與傳感器接觸為宜。并希望能盡量減少間隙δ以提高輸出信號幅值。5、單機成套1、磁電轉速傳感器    1只2、電纜線   2米3、說明書 1份4、合格證     1份
轉速傳感器電容式
轉速傳感器
電容式傳感器,有面積變化型和介質變化型兩種。圖3中是面積變化型的原理,圖中電容式轉速傳感器由兩塊固定金屬板和與轉動軸相連的可動金屬板構成??蓜咏饘侔逄幱陔娙萘孔畲蟮奈恢?,當轉動軸旋轉180°時則處于電容量最小的位置。電容量的周期變化速率即為轉速??赏ㄟ^直流激勵、交流激勵和用可變電容構成振蕩器的振蕩槽路等方式得到轉速的測量信號。介質變化型是在電容器的兩個固定電極板之間嵌入一塊高介電常數的可動板而構成的??蓜咏橘|板與轉動軸相連,隨著轉動軸的旋轉,電容器板間的介電常數發生周期性變化而引起電容量的周期性變化,其速率等于轉動軸的轉速。
轉速傳感器變磁阻式
轉速傳感器
它屬于變磁阻式傳感器。變磁阻式傳感器的三種基本類型,電感式傳感器、變壓器式傳感器和電渦流式傳感器都可制成轉速傳感器。電感式轉速傳感器應用較廣,它利用磁通變化而產生感應電勢,其電勢大小取決于磁通變化的速率。這類傳感器按結構不同又分為開磁路式和閉磁路式兩種。開磁路式轉速傳感器(圖4a)結構比較簡單,輸出信號較小,不宜在振動劇烈的場合使用。閉磁路式轉速傳感器由裝在轉軸上的外齒輪、內齒輪、線圈和永久磁鐵構成(圖4b)。內、外齒輪有相同的齒數。當轉軸連接到被測軸上一起轉動時,由于內、外齒輪的相對運動,產生磁阻變化,在線圈中產生交流感應電勢。測出電勢的大小便可測出相應轉速值。
轉速傳感器工作原理
語音
大多數都輸出脈沖信號(近似正弦波或矩形波)。針對脈沖信號測轉速的方法有:頻率積分法(也就是F/V轉換法,其直接結果是電壓或電流),和頻率運算法(其直接結果是數字)。在自動化技術中,旋轉運動速度測量較多,而且直線運動速度也經常通過旋轉速度間接測量。直流測速發電機可以將旋轉速度轉變成電信號。測速機要求輸出電壓與轉速間保持線性關系,并要求輸出電壓陡度大,時間及溫度穩定性好。測速機一般可分為直流式和交流式兩種。旋轉式速度傳感器與運動物體直接接觸。當運動物體與旋轉式速度傳感器接觸時,摩擦力帶動傳感器的滾輪轉動。裝在滾輪上的轉動脈沖傳感器,發送出一連串的脈沖。每個脈沖代表著一定的距離值,從而就能測出線速度。電磁感應式,在轉動的軸上安裝齒輪,外側是電磁線圈,轉動是由于輪齒間隙通過,得到方波變化的電壓,再推算出轉速。旋轉式速度傳感器與運動物體無直接接觸,葉輪的葉片邊緣貼有反射膜,流體流動時帶動葉輪旋轉,葉輪每轉動一周光纖傳輸反光一次,產生一個電脈沖信號??捎蓹z測到的脈沖數,計算出速度。
轉速傳感器測速齒輪
語音
齒輪材料采用導磁率大的金屬材料,如45鋼。齒形為漸開線齒形,齒與齒間的間距及齒的寬度對測速影響較大,當齒與齒的間距過小時,可能導致傳感器無輸出,嚴重影響測量,因此齒形要按要求加工。圖四 測速齒輪結構圖齒輪模數 :2 ~ 4 齒寬b:大于5mmm===h=2.25×mm:模數z:齒數p:節距
轉速傳感器安裝
語音
傳感器安裝可參照圖二。在被測軸上安裝一個用導磁材料(如鐵、鋼等)做的齒輪,齒輪加工成漸開線齒,模數大于2?;魻?、磁阻或電渦流傳感器安裝在測速支架上,徑向對準齒輪。安裝間隙在0.5~2mm之間。傳感器的信號輸出電纜為四芯屏蔽線,引線說明:紅色24V ,黑色 com ,黃色,信號輸出1,綠色信號輸出2,
轉速傳感器應用
語音
風力發電機軸轉動速度的測量,在微小風力下,發電機的軸會發生轉動,ZLS-Px轉角傳感器可對其實時非接觸監控,反饋數據,確保穩定。工件加工轉速監控,在數控機床上實時監控工件的速度,有助于工件的精密加工。鋼管涂裝轉速監控。實時監控鋼管的涂裝速度,保證噴漆的均勻。
[2]
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磁感應式車輪轉速傳感器是一種由磁通量的變化而產生感應電壓的裝置,一般由磁感應傳感頭(轉速信號探頭)與齒圈組成。根據極軸結構的不同又可分為鑿式極軸式和柱式極軸式等形式。傳感沒是一個靜止部件,直接安裝在齒圈上方。齒圈是一個運動部件,一般安裝在輪轂上或輪軸上與車輪一起旋轉,是產生...
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參考資料
1.

一體化軸振動變送器
..[引用日期2013-12-04]
2.

汽車百科全書編纂委員會.汽車百科全書.北京:中國大百科全書出版社,2010

轉速傳感器類型:轉速傳感器的類型

將旋轉物體的轉速轉換為電量輸出的傳感器。轉速傳感器屬于間接式測量裝置,可用機械、電氣、磁、光和混合式等方法制造。按信號形式的不同,轉速傳感器可分為模擬式和數字式兩種。前者的輸出信號值是轉速的線性函數,后者的輸出信號頻率與轉速成正比,或其信號峰值間隔與轉速成反比。轉速傳感器的種類繁多、應用極廣,其原因是在自動控制系統和自動化儀表中大量使用各種電機,在不少場合下對低速(如每小時一轉以下)、高速(如每分鐘數十萬轉)、穩速(如誤差僅為萬分之幾)和瞬時速度的精確測量有嚴格的要求。常用的轉速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式以及測速發電機。
轉速傳感器由磁敏電阻作感應元件,是新型的轉速傳感器。核心部件是采用磁敏電阻作為檢測的元件,再經過全新的信號處理電路令噪聲降低,功能更完善。通過與其它類型齒轉速傳感器的輸出波形對比,所測到轉速的誤差極小以及線性特性具有很好的一致性。感應對象為磁性材料或導磁材料,如磁鋼、鐵和電工鋼等。當被測體上帶有凸起(或凹陷)的磁性或導磁材料,隨著被測物體轉動時,傳感器輸出與旋轉頻率相關的脈沖信號,達到測速或位移檢測的發訊目的。
轉速傳感器的類型
一.?光電式轉速傳感器?
光電式轉速傳感器對轉速的測量,主要是通過將光線的發射與被測物體的轉動相關聯,再以光敏元件對光線的進行感應來完成的。光電式轉速傳感器從工作方式角度劃分,分為透射式光電轉速傳感器和反射式光電轉速傳感器兩種。?
1、投射式光電轉速傳感器?
投射式光電轉速傳感器設有讀數盤和測量盤,兩者之間存在間隔相同的縫隙。投射式光電轉速傳感器在測量物體轉速時,測量盤會隨著被測物體轉動,光線則隨測量盤轉動不斷經過各條縫隙,并透過縫隙投射到光敏元件上。?
投射式光電轉速傳感器的光敏元件在接收光線并感知其明暗變化后,即輸出電流脈沖信號。投射式光電轉速傳感器的脈沖信號,通過在一段時間內的計數和計算,就可以獲得被測量對象的轉速狀態。

2、反射式光電轉速傳感器?
反射式光電轉速傳感器是通過在被測量轉軸上設定反射記號,而后獲得光線反射信號來完成物體轉速測量的。反射式光電轉速傳感器的光源會對被測轉軸發出光線,光線透過透鏡和半透膜入射到被測轉軸上,而當被測轉軸轉動時,反射記號對光線的反射率就會發生變化。?
反射式光電轉速傳感器內裝有光敏元件,當轉軸轉動反射率增大時,反射光線會通過透鏡投射到光敏元件上,反射式光電轉速傳感器即可發出一個脈沖信號,而當反射光線隨轉軸轉動到另一位置時,反射率變小光線變弱,光敏元件無法感應,即不會發出脈沖信號。

二、變磁阻式轉速傳感器?
它屬于變磁阻式傳感器。變磁阻式傳感器的三種基本類型,電感式傳感器、變壓器式傳感器和電渦流式傳感器都可制成轉速傳感器。電感式轉速傳感器應用較廣,它利用磁通變化而產生感應電勢,其電勢大小取決于磁通變化的速率。這類傳感器按結構不同又分為開磁路式和閉磁路式兩種。開磁路式轉速傳感器(圖4a)結構比較簡單,輸出信號較小,不宜在振動劇烈的場合使用。閉磁路式轉速傳感器由裝在轉軸上的外齒輪、內齒輪、線圈和永久磁鐵構成(圖4b)。內、外齒輪有相同的齒數。當轉軸連接到被測軸上一起轉動時,由于內、外齒輪的相對運動,產生磁阻變化,在線圈中產生交流感應電勢。測出電勢的大小便可測出相應轉速值。

三.電容式轉速傳感器
它屬于電容式傳感器,有面積變化型和介質變化型兩種。?
1、面積變化型?
圖3中是面積變化型的原理,圖中電容式轉速傳感器由兩塊固定金屬板和與轉動軸相連的可動金屬板構成??蓜咏饘侔逄幱陔娙萘孔畲蟮奈恢?,當轉動軸旋轉180°時則處于電容量最小的位置。電容量的周期變化速率即為轉速??赏ㄟ^直流激勵、交流激勵和用可變電容構成振蕩器的振蕩槽路等方式得到轉速的測量信號。

2、介質變化型?
介質變化型是在電容器的兩個固定電極板之間嵌入一塊高介電常數的可動板而構成的??蓜咏橘|板與轉動軸相連,隨著轉動軸的旋轉,電容器板間的介電常數發生周期性變化而引起電容量的周期性變化,其速率等于轉動軸的轉速。?
圖中齒輪外沿面作為電容器的動極板,當電容器定極板與齒頂相對時,電容量最大,而與齒隙相對時,電容量最小。因此,電容量的變化頻率應與齒輪的轉頻成正比。

四、霍爾轉速傳感器?
霍爾轉速傳感器的主要工作原理是霍爾效應,也就是當轉動的金屬部件通過霍爾傳感器的磁場時會引起電勢的變化,通過對電勢的測量就可以得到被測量對象的轉速值?;魻栟D速傳感器的主要組成部分是傳感頭和齒圈,而傳感頭又是由霍爾元件、永磁體和電子電路組成的。?
1、霍爾轉速傳感器的工作原理?
霍爾轉速傳感器在測量機械設備的轉速時,被測量機械的金屬齒輪、齒條等運動部件會經過傳感器的前端,引起磁場的相應變化,當運動部件穿過霍爾元件產生磁力線較為分散的區域時,磁場相對較弱,而穿過產生磁力線較為幾種的區域時,磁場就相對較強。?
霍爾轉速傳感器就是通過磁力線密度的變化,在磁力線穿過傳感器上的感應元件時,產生霍爾電勢?;魻栟D速傳感器的霍爾元件在產生霍爾電勢后,會將其轉換為交變電信號,最后傳感器的內置電路會將信號調整和放大,輸出矩形脈沖信號。?
2、霍爾轉速傳感器的測量方法?
霍爾轉速傳感器的測量必須配合磁場的變化,因此在霍爾轉速傳感器測量非鐵磁材質的設備時,需要事先在旋轉物體上安裝專門的磁鐵物質,用以改變傳感器周圍的磁場,這樣霍爾轉速傳感器才能準確的捕捉到物質的運動狀態。?
霍爾轉速傳感器主要應用于齒輪、齒條、凸輪和特質凹凸面等設備的運動轉速測量。高轉速磁敏電阻轉速傳感器除了可以測量轉速以外,還可以測量物體的位移、周期、頻率、扭矩、機械傳動狀態和測量運行狀態等。?
霍爾轉速傳感器目前在工業生產中的應用很是廣泛,例如電力、汽車、航空、紡織和石化等領域,都采用霍爾轉速傳感器來測量和監控機械設備的轉速狀態,并以此來實施自動化管理與控制。?

轉速傳感器類型:轉速傳感器  第2張

轉速傳感器類型:轉速傳感器的類型及信號處理原理

隨著科技進步和工業的發展,轉速傳感器廣泛應用于旋轉機械、軌道交通、汽車運輸等領域,長壽命、高可靠性、測量準確的轉速傳感器越來越受到業內人士的重視和青睞。
一、轉速傳感器的類型及工作原理
轉速傳感器大致分為電渦流式、磁電式、霍爾式和磁阻式四種類型。其中,磁電式轉速傳感器是被動式轉速傳感器,又稱無源轉速傳感器;相對應的,電渦流式、霍爾式和磁阻式轉速傳感器是主動式轉速傳感器,也稱有源轉速傳感器,有一個電源電路為傳感器提供外部電壓供電,在外部供電無法提供時,主動式轉速傳感器將無轉速信號產生。
轉速信號的采集過程實際上可以看作是對旋轉件的測速過程。轉速測量常用的電渦流式和磁電式等也曾應用于汽車輪速信號的測量。相比較而言,電渦流式轉速傳感器工作可靠,信號強,容易實現轉速測量,價格適中,受環境因素(如溫度、水、油污、各種粉塵等)的影響較小,基于以上優點,電渦流式轉速傳感器在轉速信號的采集中應用廣泛。
1、電渦流式轉速傳感器
電渦流式轉速傳感器基于電渦流效應。當接通傳感器電源時,在前置器內會產生一個高頻電流信號,該信號通過電纜送到探頭的頭部,在頭部周圍產生交變磁場H1,見圖1。如果在磁場H1的范圍內沒有金屬導體材料接近,則發射出去的交變磁場的能量會全部釋放;反之,如果有金屬導體材料靠近探頭頭部,則交變磁場H1將在導體的表面產生電渦流場,該電渦流場也會產生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用,就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位,即改變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流效應有關,又與靜磁學有關,即與金屬導體的電導率、磁導率、幾何形狀、線圈幾何參數、激勵電流頻率以及線圈到金屬導體的距離參數有關。假定金屬導體是均質的,其性能是線性和各向同性的,則線圈─金屬導體系統的物理性質通??捎山饘賹w的磁導率μ、電導率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導體的距離δ,線圈激勵電流強度I和頻率ω等參數來描述。因此線圈的阻抗可用函數Z=F(μ,σ,r,δ,I,ω)來表示。
如果控制μ,σ,r,I,ω恒定不變,那么阻抗Z就成為距離δ的單值函數,由麥克斯韋爾公式可以求得此函數為一非線性函數,其曲線為“S”形曲線,在一定范圍內可以近似為一線性函數。
在轉速測量實際應用中,被測體通常是凹槽或凸鍵或齒輪,線圈密封在探頭中,線圈阻抗的變化通過封裝在前置器中的電子線路處理轉換成電壓或電流輸出。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗,而是采用并聯諧振法,見圖2:
即在前置器中將一個固定電容和探頭線圈LX并聯并與晶體管T一起構成一個振蕩器,振蕩器的振幅UX與線圈阻抗成正比,因此振蕩器的振幅UX會隨探頭與被測體頂面和底面距離的交替改變而改變。UX經檢波、濾波、放大、整形后輸出轉速信號UO,見圖3,根據使用需要UO也可以是方波。

2、磁電式轉速傳感器
磁電式轉速傳感器基于電磁感應原理,利用電磁感應把被測對象的運動轉換成線圈的自感系數和互感系數的變化,再由電路轉換為電壓或電流的變化量輸出,實現非電量到電量的轉換。
由電磁感應定律可知,通過回路面積的磁通量發生變化時,回路中會產生感應電動勢,如公式(1)所示:
由式(1)、(2)可見,磁通量的變化決定了感應電動勢的輸出,磁通量的變化頻率決定了感應電動勢的輸出頻率。電感式轉速傳感器工作原理結構如圖4所示。
當旋轉件運動時,齒圈隨半軸轉動,齒圈的齒形變化引起齒圈與永久磁鐵間隙的變化,繼而對磁通量造成影響,感應線圈中的感應電動勢隨之變化。通過對輸出電勢的頻率統計,可知旋轉件轉速為:
3、霍爾式轉速傳感器
霍爾式轉速傳感器基于霍爾效應,由霍爾組件結合電子元件組成,霍爾元件外加與電流方向垂直的磁場,在霍爾元件的兩端會產生電勢差,即霍爾電勢差。
值得注意的是,自由電子濃度n受溫度影響較大,要注意消除溫度變化造成的影響。
霍爾式轉速傳感器工作原理結構如圖5所示。具有磁化軌道的轉軸或磁性軸用于產生磁場,永久背磁用于產生偏轉磁場。A和B可統稱為編碼器。
旋轉件運動時,編碼器轉動,霍爾式轉速傳感器檢測到編碼器的磁通量的大小變化。通常傳感器內部包含兩個霍爾元件,運動過程中產生具有一定相位差的波形,兩波形經差分放大,實現精度和靈敏度的提高。
旋轉件轉速也可用式(3)表示,其中f表示為霍爾電壓的信號頻率。
4、磁阻式轉速傳感器
可變磁阻式轉速傳感器基于磁阻效應,與霍爾效應類似的是,在磁阻效應元件上接通電流和通過磁場,這里的磁場與電流成角度α設置,如圖6,這樣磁場耦合到磁阻效應元件(一般為鐵磁材料制作的薄板,稱之為韋斯磁疇)方向的磁通量的變化率發生變化,從而改變元件的電阻(系數)。
當外部磁場與磁阻元件中的電流之間的夾角α發生變化時,磁阻元件電阻R變化,有:
與霍爾元件的信號處理類似,當需要消除零點漂移時可以做差分處理,磁阻元件可以通過添加磁阻元件以外調整電橋結構進行差分放大,一般常用的是采用六橋結構。旋轉件轉速也可用式(3)表示,其中,f表示為霍爾電壓的信號頻率。
二、轉速信號的處理
轉速信號采集后,還需要進行限幅、濾波等信號處理,從而使主機能夠使用更穩定有效的轉速信息。
1、轉速信號類型
首先要區分采集后轉速信號類型,輸出信號類型主要有如圖8所示。
圖8(a)中表示被動式轉速傳感器的輸出波形,這是一種類似于正弦波的波形,其頻率、幅值的變化與氣隙(傳感器測試端外表面與靶目標間的距離)和編碼器的旋轉頻率有關。
圖8(b)、(c)、(d)中表示主動式轉速傳感器的輸出波形,一般采用電渦流式或霍爾元件或磁阻元件。
圖8(b)表示高低電流交替進行的方波信號。一般來說,在傳感器允許的氣息范圍內,方波信號的參數是基本一致的,或者說是有效的。這里的參數主要包括高電流 、低電流 和占空比t/T(一般為50%),參數有效體現在數值處于一定區間內,這主要是由芯片性能確定,一般要求 處于11.5mA~16.8mA, 處于5.7mA~9.6mA,占空比30%~70%。輸出參數穩定有效,與轉速傳感器相連接的處理單元才能有效識別出轉速。
圖8(c)、(d)中的傳感器相當于圖8(b)中傳感器的升級版,表現在通過一定的方式體現出轉速處更多的信息。
圖8(c)中方波 的脈寬相對于半周期 較窄(這里要注意的是:相對于圖8(b),PWM協議傳感器占空比也是50%的上下區間,但不是 ,而是 ),這是該類傳感器通過脈寬調制的方式輸出額外信息,包括安裝氣隙的變化、旋轉件的正反轉以及其他的警告信息。
圖8(d)中的電流輸出多出了一系列電流方波,這一類傳感器通過電流方波組成的序列提供了附加信息,包括氣隙儲備、旋轉件正反轉等。相對于PWM協議的轉速傳感器,AK協議的轉速傳感器面對接近靜止的低速情況下,以及靜止情況(轉速為0)下具有更好的信息,體現在靜止情況下,AK協議中的轉速方波消失,但是后面9位的信息方波依然能夠輸出。
圖8(c)、(d)中的方波類型我們統稱為數據協議,具有數據協議的轉速傳感器最大的優點是能夠判定旋轉件的正反轉,這大大提高了轉速傳感器在智能方面的應用。
2、轉速信號處理
當轉速傳感器在主機安裝固定好后,轉速信號的影響因素主要包括因振蕩導致的氣隙變化和齒圈的表面整潔度。另外,轉速信號隨旋轉件轉速的輸出信號,應是便于主機接收和處理的方波信號,也就是轉速傳感器需要對輸入信號(根據前面所述轉速信號采集方式的不同,輸入信號影包括模擬信號和數字信號)進行波形調制、穩壓、濾波以及智能式的補償調節等,要提高轉速測量的精度和準確性,轉速信號處理電路應具有的功能包括:
(1)正弦波信號轉換為同頻率的方波信號(相對于被動式轉速傳感器);
(2)抑制噪聲干擾;
(3)降低氣隙變化對轉速信號的影響。
基于以上功能,轉速信號處理電路的設計如圖9所示。
其中,限幅處理主要相對于輸出波形微類正弦的信號,一般采用穩壓管,將輸出信號的輸出幅值限制在目標值。其限幅特性表現為:當穩壓管選取限制電壓為 時,輸入信號 時,輸出信號 時,輸出信號 。
濾波電路要將信號中的噪聲干擾信號濾除和衰減,一般來說,衰減高頻雜波是主要目的,這樣采用有源低通濾波電路,同時采用放大器芯片組合放大,從而得到有效的轉速信號。
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轉速傳感器類型:轉速傳感器種類、原理及發展趨勢

一.
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光電式轉速傳感器

光電式轉速傳感器對轉速的測量,
主要是通過將光線的發射與被測物體
的轉動相關聯,再以光敏元件對光線的進行感應來完成的。光電式轉速傳
感器從工作方式角度劃分,分為透射式光電轉速傳感器和反射式光電轉速
傳感器兩種。
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、投射式光電轉速傳感器

投射式光電轉速傳感器設有讀數盤和測量盤,
兩者之間存在間隔相同的
縫隙。投射式光電轉速傳感器在測量物體轉速時,測量盤會隨著被測物體
轉動,光線則隨測量盤轉動不斷經過各條縫隙,并透過縫隙投射到光敏元
件上。
?
投射式光電轉速傳感器的光敏元件在接收光線并感知其明暗變化后,

輸出電流脈沖信號。投射式光電轉速傳感器的脈沖信號,通過在一段時間
內的計數和計算,就可以獲得被測量對象的轉速狀態。

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